표제지
목차
국문초록 11
ABSTRACT 13
제1장 서론 15
1.1. 연구 배경 15
1.2. 리튬이온 배터리 17
1.2.1. 리튬이온 배터리의 구성 요소 및 작동 원리 17
1.2.2. 리튬이온 배터리의 음극재 연구 동향 19
1.3. Anode-free battery 21
1.3.1. Anode-free battery의 구성 요소 및 작동 원리 21
1.3.2. Anode-free battery의 문제점 및 선행 연구 21
1.4. 탄소나노튜브 음극재 26
1.5. 연구목적 29
제2장 실험 31
2.1. 시료 및 시약 31
2.1.1. 탄소나노튜브 합성 31
2.1.2. Purification 31
2.1.3. Z-CNT 전극 제조 31
2.1.4. Z-CNT 전극을 이용한 Cell 조립 31
2.2. 실험 방법 32
2.2.1. 탄소나노튜브 합성 32
2.2.2. Purification 34
2.2.3. CNT 전극의 ZnO 증착 34
2.2.4. Z-CNT 전극을 이용한 Cell 조립 34
2.3. 분석 35
2.3.1. 구조 및 성분 분석 35
2.3.2. 전기화학적 분석 36
제3장 결과 및 고찰 38
3.1. Z-CNT 전극 38
3.1.1. 구조 및 특성 분석 38
3.1.2. 전기화학적 분석 54
제4장 결론 66
참고문헌 67
[표 3-1] The specific surface area and pore volume size of P-CNT 42
[표 3-2] Electrical conductivity of R-CNT, P-CNT and Z-CNT 44
[표 3-3] Initial coulombic efficiency and nucleation overpotential of P-CNT and Z-CNT 56
[표 3-4] Nucleation overpotential and growth overpotential of P-CNT and Z-CNT after activation cycles 61
[표 3-5] Initial coulombic efficiency and average coulombic efficiency of P-CNT and Z-CNT after activation cycles 63
[표 3-6] Charge transfer resistance of P-CNT and Z-CNT after activation cycles 65
[그림 1-1] Global ESS and LiB market outlook 16
[그림 1-2] Global xEV market outlook 16
[그림 1-3] Components of lithium-ion batteries 18
[그림 1-4] Anode materials research trend 20
[그림 1-5] Issues with lithium metal anode 23
[그림 1-6] Energy barrier associated with lithium ion reduction 25
[그림 1-7] Irreversible capacity arising from SEI formation of carbon-based materials 28
[그림 2-1] Scheme of CNT synthesis with the direct spinning method 33
[그림 3-1] FE-SEM images of the CNT (a) before and (b) after purification 39
[그림 3-2] BET results showing the specific surface area and pore size distributions of P-CNT 41
[그림 3-3] Thermogravimetric analysis of R-CNT(black), P-CNT(red), Z-CNT(blue) under air atmosphere 43
[그림 3-4] Raman spectra of R-CNT, P-CNT and Z-CNT 45
[그림 3-5] FE-SEM images of (a) surface, (b) cross-section of Z-CNT 47
[그림 3-6] (a) X-ray diffraction results and (b) X-ray photoelectron spectroscopy result of Z-CNT 49
[그림 3-7] XPS results for Li 1s representing the components of SEI (a) P-CNT and (b) Z-CNT 51
[그림 3-8] XRD results of Z-CNT and P-CNT after lithiation 53
[그림 3-9] Li plating on (a) P-CNT and (b) Z-CNT at current rate of 0.5 mA cm⁻² and capacity of 1.5 mAh cm⁻². (c) Comparison of Li... 55
[그림 3-10] Cyclic voltammetry results of (a) P-CNT and (b) Z-CNT 58
[그림 3-11] Li plating of P-CNT and Z-CNT at current rate of 0.5 mA cm⁻² and capacity of 1.5 mAh cm⁻² after activation cycles 60
[그림 3-12] Cycling performance of (a) P-CNT and (b) Z-CNT at 0.3C for 90 cycles 62
[그림 3-13] Electrochemical impedance spectroscopy results of P-CNT and Z-CNT after activation cycles 64