이차전지41 리튬이온배터리 4대 공정 첫번째 : 전극공정 리튬이온배터리는 조립품목으로 반도체와 같이 여러 다양한 공정을 통해 조립되고 있다. 크게 전극공정, 조립공정, 활성화공정, 팩 공정 총 4가지로 알려져있다. 이번 포스팅에서는 양극과 음극전극을 제조하는 공정의 세부 공정들에 대해 설명하고자 한다. 전극공정은 리튬이온배터리를 구성하는 핵심소재인 양극과 음극에 관련되어 있는 공정이다. 집전체에 전극을 균일하게 코팅하는 것이 핵심이다. 균일하게 코팅되어 있지 않으면 셀간 편차가 발생하고 부반응이 일어나기 쉽다. 1. 혼합공정 (Mixing process) 혼합공정은 전극을 구성하는 재료들을 섞어주는 공정을 뜻한다. 고속의 믹서를 사용하여 재료들을 섞어준다. 양극의 경우에는 기본적으로 3가지의 재료가 들어간다. 용량과 관계있는 활물질(Active material.. 2023. 2. 14. 리튬이온배터리에서 수분(H2O)이 미치는 영향 반도체 공정이나 기타 정밀화학 소재에서 수분을 조절하는 것은 매우 중요하다. 정밀화학소재같은 경우는 순도가 매우 중요한데, 물이 존재할 경우 부반응을 일으켜 품질을 저하하기 때문이다. 이는 배터리에서도 똑같이 적용된다. 이번 포스팅에서는 리튬이온배터리에 미치는 영향에 대해 알아보자. 1. 물=수분 (H2O)의 이해 물은 수소원자 2개와 산소원자 1개로 구성되어 있고, 공유결합 형태를 이루는 화합물이다. 자연계에 풍부하게 존재하고 냄새가 나지 않는 화합물이다. 전기적으로 한쪽 극으로 편중된 극성을 띄는 성질을 갖고 있으며, 물분자끼리 수소결합을 이루어 강한 인력을 지닌다. 이러한 강한인력에 의해 100도의 높은 끓는점을 갖는다. 또한 지구 자연계를 대부분 이루고 우리 인간은 대부분 수분으로 이루어져 있기 .. 2023. 2. 12. 리튬이온배터리 도전재 : CNT(탄소나노튜브)에 대한 이해 배터리에서 전극은 용량은 담당하는 활물질, 극판밀착력을 유지시켜주는 고분자바인더, 그리고 전도성을 증대시켜주는 도전재로 구성되어 있다. 기존 카본블랙(Carbon black)보다 더 우수한 전도성을 갖는 CNT(탄소나노튜브)에 대해 알아보자. 1. 개요 : CNT(탄소나노튜브) 탄소나노튜브 CNT라 불리는 물질은 일본의 이지마 연구원이 탄소계열 소재인 Fullerene을 연구하다가 전자현미강에서 우연히 발견하여 등장하게 되었다. 이름 그대로 탄소가 그물형태의 튜브모양을 하고 있는 소재이다. 탄소소재가 겹겹으로 층상구조로 되어 있을 경우, 흑연(Graphite)이고 흑연의 단일층을 그래핀(Graphene)이라 하는데, 이 그래핀인 탄소단일층이 둥글게 말려 있는 것이다. 탄소나노튜브는 형상에 따라 크게 2가.. 2023. 1. 21. 리튬이온배터리 LSV(Linear sweep voltammetry) 그래프 해석 Linear sweep voltammetry 분석은 리튬이온배터리의 소재 평가에 적용되는 분석방법이다. 전해질, 바인더등 다양한 소재들에 적용될 수 있고, 분석방법이 매우 간단하기에 자주 사용되어왔다. 분석 원리와 그래프를 해석 방법을 알아보자. 1. LSV 개념 및 분석원리 LSV는 Linear sweep voltammetry의 약어로 한국어로 번역하면 선형주사전위법이다. 의미를 풀이하면 전위, 즉 전압을 선형(한방향)인 양/음의 방향으로 주사하는 방법이다. 여기서 주사하는 전위의 속도는 일정한 속도로 주사된다. 비슷한 평가 방법으로 CV(Cyclic voltammetry)가 존재하는데 CV는 전위가 사이클로 반복되었을때 산화-환원에 대한 전류의 정도를 보는 것이지만, LSV는 전위를 한방향으로 흘러주.. 2023. 1. 16. 건식전극에서 PVDF가 아닌 PTFE 바인더를 사용하는 이유 테슬라 배터리데이에서 소개되어 많은 관심을 받고 있는 건식전극기술은 용매를 사용하지 않아 친환경적이며 경제적이다.건식전극기술을 사용하면 기존 습식공정의 PVDF 바인더에서 PTFE 바인더를 사용하는데 그 이유에 대해서 알아보고자 한다. 1. 기존 습식공정바인더 PVDF (Polyvinylidene fluoride) 기존의 습식공정에서 주로 사용되는 양극바인더는 PVDF(Polyvinylidene fluoride)로 잘 알려져 있다. PVDF는 불소계 고분자로 물리적 화학적 안정성이 뛰어나고, 배터리에서 전기화학적 안정성이 뛰어난 장점이 있다. 여기서 전기화학적 안정성이란 보통 리튬이온배터리가 3~5V의 전압에서 구동되는데, 이 전압에서 안정하여 분해되지 않는다는 것이다. 전압구간에서 안정하기 때문에 양극.. 2023. 1. 6. 고용량 실리콘음극(Si anode)의 장점과 단점 리튬이온배터리 에너지밀도를 늘리기 위한 방안으로 배터리의 용량을 늘리기 위한 여러 소재들이 연구되고 있다. 현재 사용하는 상용음극재인 흑연(Graphite)보다 약 10배의 고용량을 발현할 수 있는 실리콘음극(Si anode)에 대해 알아보자. 1. 장점 음극 적합성 실리콘 원소는 본질적으로 갖고 있는 작동전위가 음극에 적합하다. Li 금속과 Li 이온사이에서 적당한 0.5V까지의 작동 전위를 나타내기 때문에 음극으로 사용하기 좋다. 고용량구현가능 실리콘(Si)의 이론용량은 약 3590mAh/g 으로 기존 사용하는 음극재인 흑연(Graphite)의 용량(350mAh/g) 보다 약 10배 높은 성능을 갖는다. 위 그래프는 실리콘음극(Si anode)과 리튬메탈간의 Half cell을 조립하여 충방전 개형을.. 2022. 12. 30. 이전 1 2 3 4 5 6 7 다음
