Electrochemical characteristics of SnOx-B2O3-P2O5 nano composite anode for Li-ion secondary batteries by AFD

Abstract

최근 이차전지는 전기자동차나 전지전력저장시스템 등의 대용량 전력저장전지와 노트북, PC, 캠코더 및 휴대전화의 3C 제품을 포함한 휴대전자기기의 고성능 에너지원으로 사용되고 있다. 그리고 전자기기의 소형화 및 고집적화에 따라 초소형 마이크로 배터리의 개발의 필요성이 증대되고 있다. 이러한 이차전지의 양극 및 음극 그리고 고체 전해질에 대한 연구가 증가하고 있지만 이 중 음극물질에 대해서는 많은 연구가 이루어 지지 못하고 있다. 고용량 고효율을 가질 수 있는 여러 종류의 음극 물질이 개발되는 가운데 주석은 주석 원자 하나당 4.4개의 리튬을 수용 할 수 있기 때문에 994mAh/g의 큰 이론용량을 가지는 물질이다. 그러나 이러한 큰 이론적 용량에도 불구하고 주석을 기본으로 하는 음극물질의 경우 초기 비가역 손실율이 크며, 충방전 실험동안 큰 부피 팽창으로 인하여 전지의 특성이 저하되는 문제점을 가지고 있다. 최근에 발표된 연구에 따르면 나노 사이즈의 주석산화물은 약 800회 정도의 충방전실험 동안에도 높은 용량을 지닌다. 따라서 본 연구에서는 나노 사이즈의 SnOx-B2O3-P2O5(x=0~2)의 조성을 가진 산화물을 AFD(Aerosol Flame Deposition)방법을 사용하여 제작한 후, 각 물질의 구조분석 및 전기적인 특성을 평가하였다. 또한 초소형 마이크로 배터리 혹은 박막형 리튬이온전지의 음극물질에 활용될 수 있는 가능성을 제시하고자 한다.