전기화학 에너지저장을 위한 3차원 전극 구조

전문가 제언

○ 전기화학 에너지를 저장하고자 하는 목적의 3차원 전극 구조는 충전 및 방전 시에 전극의 변질과 변형을 방지할 수 있고, 저항값을 일정하게 유지하는 것이 가능하다. 또한 양극의 저항값이 일정하게 유지되므로 전지의 수명을 증가시킬 수 있고 높은 출력을 얻을 수 있다. 많이 사용하는 고가의 니켈 같은 양극물질을 최소한으로 사용하면서 전기화학 전지를 실현할 수 있기 때문에 제조비용을 줄이고 전지의 효율을 극대화시키는 것이 가능하다.

 

○ 3D 배터리는 깍지형의 양극과 음극 구조로 흡사 전극 봉 여러 개가 손가락을 서로 깍지 낀 듯 각각 이격을 유지하며 독립적으로 구성되어 있다. 3D 전극은 심지가 있고 심지를 골무처럼 에워싼 core-shell 구조의 하이브리드 재료로 구성된다. 골무의 쉘은 산화환원 활성 재료로 박막을 형성하고, 코어재료는 우수한 전자전도체이다. 이렇게 하여 양 구조의 고체 이온확산길이가 줄어들어 이 글에서 말하는 EES의 성능에서 핵심사항인, 소위 전극 키네틱스와 질량이동(Electrode Kinetics and Mass Transport, EKMT) 효과를 극대화한다는 것이다.

 

○ 2011년에 J. F. M. Oudenhoven 등에 의한 3차원 전극 고체 리튬이온이차전지에 대한 훌륭한 레뷰 후의 발전을 소개하고 있어 크게 도움이 되는 자료이다.

 

○ 국내는 삼성 에스디아이와 경상대 산학협력단 그리고 광주과기원 등이 에너지저장을 위한 3차원 전극과 배터리를 대표적으로 연구하고, 다른 연구기관도 에너지저장 연구를 하고 있다. 가장 중요한 것이 전극활성재료인데, 이 글은 바인더의 사용을 없애는 아이디어로 카본재료 배경을 사용하는 것과 전자이동거리 단축 구조이다. 출력과 에너지밀도를 올리기 위한 방법으로 고려할만한 아이디어로 본다.

 

저자

Sakineh Chabi et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2014

권(호)

26()

잡지명

Advanced Materials

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

2440~2445

분석자

손*목

분석물

• 전기화학 에너지저장을 위한 3차원 전극 구조.pdf [343,756 byte]

이미지변환중입니다.