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리튬이온전지에서 양극(Al집전체)과 음극(Cu집전체)에 왜 서로 다른 집전체를 사용하는 것인가요?ㅜㅜ 집전체에 관련하여서는 자료를 뒤져보아도 많이 있지를 않군요. 고수님들의 도움 부탁드립니다.
- 리튬이온전지
- 집전체
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변
김경수님의 답변
2012-03-13- 2
전기전도성이 좋으면서 가공하기도 쉽고 싼 알루미늄 호일이 좋습니다만,
리튬전지의 작동전위범위내에서 안정한 재료를 찾다보니 그렇게 된거죠.알루미늄은 리튬전지용 음극재료로서의 연구도 이루어질 정도로,리튬대비 1볼트 이하에서 리튬과 반응해서 합금을 형성합니다.그런 이유로 음극에 알루미늄을 사용할 수 없기에 해당 전위 범위내에서 안정한 구리를 이용합니다.-------------------------------------질문-------------------------------------
리튬이온전지에서 양극(Al집전체)과 음극(Cu집전체)에 왜 서로 다른 집전체를 사용하는 것인가요?ㅜㅜ 집전체에 관련하여서는 자료를 뒤져보아도 많이 있지를 않군요. 고수님들의 도움 부탁드립니다.
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답변
강광철님의 답변
2012-03-04- 0
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리튬이온전지에서 양극(Al집전체)과 음극(Cu집전체)에 왜 서로 다른 집전체를 사용하는 것인가요?ㅜㅜ 집전체에 관련하여서는 자료를 뒤져보아도 많이 있지를 않군요. 고수님들의 도움 부탁드립니다.
검색을 해보니 아래와 같은 내용이 있네요. 참고 하세요
집전체
양극활 물질과 음극활 물질은 모두 분말상이다. 이러한 분말상의 소재를 판상의 소재로 만들어 롤 처럼 말거나 또는 접어서 또는 잘라내어 적층을 한 구조로 배터리 내에 삽입이되어지는데 이때 분말상태의 활물질이 극판의 형태로 배터리내에서 존재 할 수 있게 해주는 지지체 역할을 담당하고 또한 두 극판의 화학물질이 만들어내는 전기에너지를 회로에 연결할 수 있게 전기에너지의 전달을 하는 역할을 담당하는 것이 집전체이다. 양극에 사용하는 집전체로는 대부분 알루미늄 호일이 사용되어진다. 마이크로미터 단위의 얇은 막에 양극활물질 파우더와 전도성을 좋게하는 카본 그리고 점성이 있는 유기용제와 PVDF라고 하는 화학물질이 혼합된 상태로 슬러리를 만들면 일정 수준의 점성을 가지고 고체입자가 고르게 분산된 상태의 액체를 얻게 된다. 이 액체를 알루미늄 호일에 도포한 뒤 건조하여 극판을 성형한다. 음극은 구리호일을 사용한다. 이러한 집전체는배터리 내에서 전기가 만들어지는 과정에서 부식이 일어나면 안되며 전기를 전달하는 전도성이 있는 금속이어야 하며 얇은 막의 형태로 부피는 최소화 하여야 효율이 증대되므로 내부식성과 산화 피막을 형성하는 알루니늄호일이 채택되었다. 구리도 마찬가지이다. 또한 이러한 집전체가 요구되는 성격으로는 온도변화가 발생해도 온도에 따른 부피변화가 있으면 안되기에 부피가 늘어나 분리막보다 크기가 커져 다른 극의 극판과 접촉이 일어나면 안되기 때문이다. 알루미늄 호일과 구리 호일은 대부분 국산화가 이루어졌으며 많은 업체에서 생산하고 있다.