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동향

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Designing high-energy Lithium-Sulfur batteries

2017-05-24 org.kosen.entty.User@40fca269 어용선(uhyoung)

분야

화공

발행기관

Zhi Wei Seh,Yongming Sun,b Qianfan Zhang and Yi Cui

발행일

Received 19th May 2015

URL

http://

리튬-황 전지는 현재 유용하게 사용하고 있는 리튬-이온 전지(420Wh/kg)보다 이론적인 에너지 밀도가 약 6배인 높은 값(2,500Wh/kg)을 보이고 있어서 전기자동차와 같은 운송용 에너지 저장장치로 유용하게 사용될 것으로 보인다. 또 황은 가격이 저렴하고 자원이 풍부한 장점을 가지고 있다. 리튬-황 전지는 환원전극(양극)에 황을 사용하고 산화전극(음극)으로 리튬 금속을 사용한다. 전지로 작용할 때는 산화전극에서 Li가 Li+로 산화가 일어나고 환원전극에서는 황이 환원되면서 Li2S8, Li2S6,... Li2S와 같은 다황화물을 형성하게 되며 충전 중에는 이의 역반응이 일어난다. 실제 전지를 구성하면 황은 전기 전도도가 매우 낮고, 다황화물이 전해질에 녹는 문제 등으로 전지의 성능과 수명이 매우 낮았으나 최근에 전도도가 높은 중간세공(mesoporous) 탄소물질에 황을 담아 사용하기 시작하면서 여러 종류의 탄소 물질을 황전극에 사용하게 되어 새로운 전기를 마련하게 되었고 상용화에 바짝 다가가게 되었다. 이 총설에서는 그동안의 연구결과들을 종합하여 리튬-황 전지에서의 전기화학, 기술적인 문제, 가능한 해결 방안 등에 대하여 기술하고 특히 환원전극에서 황을 담는데 사용하는 탄소물질에 대하여 상세히 다루고 있으며 고분자 물질과 무기물도 검토하고 있다. 그 밖에 리튬 금속 산화전극의 안전성을 높이기 위한 연구결과와 함께 리튬-황 전지의 개발현황을 전반적으로 상세히 다루고 있다. 리튬-황 전지는 국내에서 출연연구기관과 대학에서 활발하게 연구되고 있는 분야로서 최근 재충전 전지의 연구방향을 파악하는데 도움이 될 것이다

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