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이차전지 양극재 표면분석에서 중요한 포인트?

이차전지 양극재 구조, 표면, 화학분석에 중요한 포인트는 어떤 것이 있을까요?

그리고 음극의 경우 SEI 분석이 많이 이루어지고 있는데, 양극에서 SEI 분석과 표면분석이 음극에 비해 많이 진행되고 있지 않은 이유가 있을까요?

궁금합니다!!
  • 이차전지
  • 양극재
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답변 2
  • 답변

    정연학님의 답변

    SEI(Solid Electrolyte Interphase)를 말하는 것인지요?
     
    SEI층은 충전시 리튬이온이 음극으로 넘어가고, 음극전해액 내의 첨가물이 부반응을 일으켜서 넘어온 리튬이온과 반응하여 만들어진 얇은 고체 막을 말합니다. 산화환원으로 인한 전해액 첨가제의 부반응+ 리튬이온의 이동이므로, 음극전해액 첨가제의 특성상 SEI층이 상대적으로 많이 형성된다는 것이지, 양극에 생성되지 않는다는 것은 아닙니다. 그래서 음극에서 더 많이 진행되는 것 같습니다.
     
    SEI(Solid Electrolyte Interphase)를 말하는 것인지요?
     
    SEI층은 충전시 리튬이온이 음극으로 넘어가고, 음극전해액 내의 첨가물이 부반응을 일으켜서 넘어온 리튬이온과 반응하여 만들어진 얇은 고체 막을 말합니다. 산화환원으로 인한 전해액 첨가제의 부반응+ 리튬이온의 이동이므로, 음극전해액 첨가제의 특성상 SEI층이 상대적으로 많이 형성된다는 것이지, 양극에 생성되지 않는다는 것은 아닙니다. 그래서 음극에서 더 많이 진행되는 것 같습니다.
     

    네, 맞습니다. 답변 감사합니다. 그럼 양극활물질의 표면, 구조를 분석할 때 중요한 포인트는 어떤 것이 있을까요??

    정연학(jyh164) 2020-03-19

    전극소재의 요건
    -다량의 리튬 함유 (고용량)
    -높은 리튬이온 확산도 (고출력)
    -표준전극전위 (고전압)
    -충방전 구조변화 적음(장수명)
    -우수한 전기전도도 (전자이동)
    -비가역성 낮아야 함 (고용량)
    -가격이 저렴해야 함

    입도, SEM, XRD 등 다양하게 많이 보는데 SEM이랑 입도 사이즈와 형상을 많이 봅니다. 분석 비용이 많이 듭니다.

    정연학(jyh164) 2020-03-19

    NCm, NCA high Ni 소재에 따라 평가하는 것이 달라집니다.

  • 답변

    정연학님의 답변

    양극소재 분석 및 평가항목 입니다. 참고바랍니다.
    양극소재 분석 및 평가항목 입니다. 참고바랍니다.

    자세한 답변 진심으로 감사드립니다!
    high Ni 소재인 NCM과 CGS, NCA 분석에 관심이 있는데요.
    평가를 할 때, 소재에 따라 어떤 점이 다른지 여쭈어봐도될까요?

    정연학(jyh164) 2020-03-19

    한 아이템만 분석하는데도 할 것이 많습니다. 실제로 따로 분석하는기 쉽지 않습니다. 조성에 따라 특성 및 물성이 달라지기 때문입니다. 구체적으로 본인이 무엇을 하고 싶은지?

    네 도움주셔서 감사합니다.
    저는 표면분석에 관심이 있습니다. 저는 in-situ XPS를 이용하여 금속물질이나 리튬메탈 배터리 양극의 표면 분석 경험이 있는데요.
    high Ni 양극소재 표면분석에 어떻게 적용할 수 있을지, 어떻게 측정하면 성능을 개선시킬 수 있을지에 대해 고민중입니다.

    정연학(jyh164) 2020-03-20

    우선 중요한 것은 공정을 잘 이해해야 측정결과와 비교가 될것으로 사료됩니다. 제조공법이 다 상이하므로 원하는 High Ni용 양극소재에 대한 공정을 아는 것이 중요할 듯 합니다. 전구체 제조공법, 양극제 제조공법 등..

    네 공부해보겠습니다. 감사합니다!