Li, Xe 핵NMR에 의한 탄소재료의 내부분석

전문가 제언

○ 리튬이온 배터리를 사용하는 전기자동차의 개발은 활발하다. 이글은 리튬이온 배터리의 음극으로 사용하는 전극재료인 하드카본은 일반적인 보통 흑연의 밀도가 2.26g/cm3인데 반해, 하드카본의 밀도는 1.4~1.7g/cm3으로 내부에 세공(closed pore)이 많이 존재하고 있다. 여기서 리튬을 탄소 전극에 충전했을 때, 리튬의 물리화학적 성상이 어떠한 상태인가를 확인하는 것은 중요하다.

○ 이러한 세공은 분자 내부에 고립되어 있기 때문에 질소가스 흡착등온선 등의 가스 흡착법에 의한 평가가 되지 않는다. 중성자 산란이나 소각 X선 산란에 의한 연구예도 보고되어 있으나 측정 결과에 의한 구조나 세공 사이즈가 많은 차이를 보이고 있어 불명확한 부분이 많다.

○ 고체NMR은 이러한 탄소재료의 내부에 존재하는 Li핵의 NMR측정으로 존재 상태를 직접 관찰할 수 있다. 리튬의 삽입이 가능한 화합물은 다양하며, 리튬이온전지는 어디까지나 리튬삽입 형의 음극을 이용하는 전지계의 총칭이다. 현재의 소형 민생용의 대부분은 물론, 실제 차량용으로서 시험되는 리튬이온전지의 음극은 수명의 관점에서 거의 탄소계 재료만이 이용된다.

○ 우리나라는 일본이 하이브리드 자동차용 니켈 수소 전지에 집중하는 사이에 리튬이온전지에 전력투구한 결과 일본 다음으로 2차 전지 시장점유율은 확보하고 있다. 그런 가운데 원천, 소재 기술력은 일본에 뒤따라가는 형상이었다.

○ 그러나 현대를 비롯한 자동차 업계와 LG 등이 2차 전지 분야에 많은 힘을 기울이면서 이 분야에서 많은 발전이 이루어지고 있다. 그동안 아직 일본으로부터 수입이 많으나 연구개발에 힘을 기울이면서 많은 진전이 있다. 관련 연구자에 대한 분발과 지원을 기대한다.

저자

Kazuma Gotoh

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2011

권(호)

2011(246)

잡지명

炭素

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

11~15

분석자

손*목

분석물

• Li, Xe 핵NMR에 의한 탄소재료의 내부분석.pdf [228,150 byte]

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