Investigation of Electrochemical Performance in Bulk Tin-based Composite Oxide Glasses including Li2O

Abstract

최근 핸드폰, 노트북 컴퓨터 등 휴대용 전자제품이 발달하고 소형화됨에 따라 전원 공급원인 배터리 즉 리튬 이차전지 또한 부피가 작으면서 고효율의 특성이 요구되고 있다. 지금까지 리튬 이차전지의 음극 재료로서 카본재료, 리튬 금속, 여러 가지 산화물 등이 연구되고 있다. 현재 음극으로 사용되는 물질 중 리튬 금속은 대기와의 불안정성으로 인하여 안정성의 문제가 크며 카본 재료는 특성이 우수하고 안정하지만 에너지 밀도가 떨어지기 때문에 용량의 제한이 있는 문제점을 가지고 있다. 따라서 고용량의 2차 전지를 위한 음극재료의 대체물질로서 TCO(Tin-based Composite Oxide)가 보고되고 있는데, 이는 한 개의 Sn 원자당 최대 4.4개의 Li가 반응하여 높은 용량을 갖는 전지의 제작이 가능하기 때문이다. 그러나 첫 번째 방전 시에 Li2O를 생성하여 부피팽창 및 초기 비가역 용량이 높은 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는, 이러한 문제를 해결하기 위하여 출발원료에 Li2O가 첨가된 Li2O-SnO2-B2O3-P2O5계 음극물질을 melt-quenching 방법에 의해 제조하였으며, SnO 첨가량에 따른 미세구조 및 전기화학적 특성을 평가하였다.