고려대학교

초록/요약

음극 활물질로 Graphite를 사용하고 바인더(Binder)로 SBR(Styrene Butadiene Rubber)과 CMC (Carboxy Methyl Cellulose)를 H2O에 분산시킨 음극 슬러리를 구리 기재에 코팅한 후, 가열 건조시켜 리튬 이온 이차 전지용 음극 극판을 제작하였다. CMC와 SBR은 Graphite의 표면에 존재하며 Graphite입자간의 접착력을 유지시키고, 도체인 구리 기재의 표면과 Graphite간의 접착력을 유지시킨다. 극판 제작 시 극판의 건조 조건을 변경 시키면 용매인 H2O의 증발 속도에 차이가 발생 된다. 건조된 음극 극판의 전기적, 물리적, 화학적 특성은 전도도 측정, 접착 강도 측정, 열 중량 분석법, 주사 전자 현미경, X-선 회절법을 통해 연구하였다. 그리고 전기 화학적 특성은 전기 화학적 임피던스 분광법, 고율 방전 용량과 수명 시험을 통해 측정되었다. 전지의 안전성은 ICP503442형 각형 전지를 제작하여 압축 시험을 통해서 평가 되었다. 음극 극판의 건조 조건이 변경되면, 바인더의 분포가 변화된다. 이로 인해서 극판의 수직 방향의 직류 저항이 변화된다. 그 결과 양극과 음극간의 내부 단락 시, 단락 부위의 줄열(Joule熱) 발생량이 변화되며, 줄열 발생량이 커지면 전지의 안전성이 열화될 수 있다. 실험 결과 음극 극판의 건조 조건 변경에 따라 극판의 열적 안정성에는 큰 변화는 발생하지 않는다. 그러나, 전기 화학적으로는 SEI피막 저항이 변화되며, 고율로 방전 시 효율이 변화되고, 수명 시험 시 용량 감소량에 영향을 준다. ⅱ 결론적으로 이 논문에서는 음극 극판의 건조 속도가 극판 특성에 미치는 영향과 전지의 안전성에 미치는 영향과 전기 화학적 특성이 검토되었다. 극판의 건조 속도가 상대적으로 느릴수록 바인더의 분포를 더 균일하게 만든다. 그 결과 더 우수한 성능 및 안전성의 전지 구현이 가능하다.