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지식나눔

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배터리 양극 제조 시 사용되는 소재의 산화 전류가 발생하는 전압을 어떻게 확인할 수 있을까요?

2024-08-15 org.kosen.entty.User@2e5dd89e 익명
  • 1

 양극 제작 시에 양극의 최대 구동 전압을 확인하기 위해 LSV 실험을 측정하는 것으로 알고 있습니다. 또한 양극을 제작하는 과정에서 추가로 첨가물이 들어가게 되었을 때, 이 첨가물의 산화 반응이 일어나는 전압이 기존의 양극의 최대 구동 전압보다 높아야 함께 사용할 수 있다고 알고 있습니다. 

 그러면 이때 첨가물의 산화 발생 전압은 어떻게 알 수 있나요?

1. 이 물질을 개별적으로 LSV실험을 진행해 양극의 산화 발생 전압보다 높은 전압에서 산화가 발생함을 확인하는 것인가요?

2. 아니면 첨가물을 포함한 양극을 가지고 LSV를 진행해 산화 발생 전압이 유지or 감소하는지를 통해 사용 가능성을 판단하는 것인가요?


이에 대해 도움 주시면 정말 감사하겠습니다 (제가 가진 지식이 정확하지 못해 질문이 잘못됐을 수 있습니다..  )

  • 배터리
  • 양극
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답변 1
  • 답변

    박소원님의 답변

    2024-08-16
    • 1

    첨가물의 산화 발생 전압을 확인하는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있으며, 각각의 방법은 특정 상황에서 유리할 수 있습니다.


    1. 개별 첨가물의 LSV 실험: 첨가물을 순수한 상태로 분리하여 LSV(Linear Sweep Voltammetry) 실험을 수행합니다. 이를 통해 첨가물 자체의 산화 반응이 발생하는 전압을 명확하게 측정할 수 있습니다. 예를 들어, 기존 연구에서는 다양한 첨가물의 전기화학적 특성을 독립적으로 평가하여, 각 첨가물의 산화 전압을 확인하고 이를 바탕으로 효율적인 배터리 시스템을 개발하는 데 중요한 정보를 제공하였습니다 [1][2]. 첨가물의 산화 전압이 기존 양극의 최대 구동 전압보다 높은 경우, 이 첨가물이 양극 내에서 안정적으로 작동할 가능성이 높습니다.


    2. 첨가물이 포함된 양극의 LSV 실험: 첨가물을 포함한 상태로 양극을 제작한 후, 이 양극 전체에 대해 LSV 실험을 수행합니다. 이렇게 하면 첨가물이 포함된 양극의 전체적인 전기화학적 특성을 평가할 수 있습니다. 첨가물이 포함된 상태에서 산화 발생 전압이 유지되거나 기존보다 높아지는지를 관찰하여, 첨가물이 양극의 성능에 미치는 영향을 종합적으로 판단할 수 있습니다. 예를 들어, 첨가물이 포함된 양극의 산화 전압을 조사한 연구에서는 첨가물이 포함된 양극의 산화 전압이 유지되거나 높아지는 것을 확인하였습니다 [3][4].


    두 방법 모두 각각의 장단점이 있습니다. 개별 첨가물의 LSV 실험을 통해 첨가물 자체의 산화 전압을 명확히 알 수 있으며, 이는 첨가물의 기본 특성을 이해하는 데 도움이 됩니다. 반면, 첨가물이 포함된 양극의 LSV 실험은 실제 사용 조건과 유사한 환경에서 첨가물이 양극에 미치는 영향을 평가하는 데 유리합니다. 예를 들어, 연구에서는 다양한 전해질과 첨가물의 조합을 통해 고전압에서도 안정적인 성능을 보이는 배터리 시스템을 개발했습니다 [5][6].


    결론적으로, 첨가물의 산화 발생 전압을 정확히 알기 위해서는 두 가지 방법을 모두 활용하는 것이 바람직합니다. 먼저 첨가물의 개별 특성을 분석한 후, 실제 양극 내에서의 성능 평가를 통해 종합적인 판단을 내려야 합니다. 이러한 접근법은 첨가물의 유효성을 확인하고, 최적의 양극 소재를 개발하는 데 중요한 역할을 합니다.


    참조문헌

    [1] Sultana, I., Rahman, M. M., Chen, Y., & Glushenkov, A. (2018). Potassium­Ion Battery Anode Materials Operating through the Alloying？Dealloying Reaction Mechanism. Advanced Functional Materials, 28.

    [2] Lu, Z., Yang, H., Yang, Q., He, P., & Zhou, H. (2022). A high-voltage anode-free rechargeable sodium battery.. Angewandte Chemie.

    [3] Liang, P., Sun, H., Huang, C., Zhu, G., Tai, H., Li, J., Wang, F., Wang, Y., Huang, C., Jiang, S., Lin, M., Li, Y., Hwang, B., Wang, C., & Dai, H. (2022). A Nonflammable High­Voltage 4.7 V Anode­Free Lithium Battery. Advanced Materials, 34.

    [4] Verrelli, R., Brescia, R., Scarpellini, A., Manna, L., Scrosati, B., & Hassoun, J. (2014). A lithium ion battery exploiting a composite Fe2O3 anode and a high voltage Li1.35Ni0.48Fe0.1Mn1.72O4 cathode. RSC Advances, 4, 61855-61862.

    [5] Li, P. (2019). Pb？Ag Alloy Anode Modified with Polyaniline Film and its Electrochemical Performance in Sulfuric Acid Electrolyte. International Journal of Electrochemical Science.

    [6] 오소형, 황병찬, 이무석, 이동훈, 박권필, Oh, S., Hwang, B., Lee, M., Lee, D., & Park, K. (2018). Comparison of Hydrogen Crossover Current Density by Analysis Method of Linear Sweep Voltammetry(LSV) in Proton Exchange Membrane Fuel Cells. Korean Journal of Chemical Engineering, 56, 151-155.



    본 답변은 틀루토(tlooto.com)에서 어느정도 참조하였습니다 :)

    답변수정

    첨가물의 산화 발생 전압을 확인하는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있으며, 각각의 방법은 특정 상황에서 유리할 수 있습니다.


    1. 개별 첨가물의 LSV 실험: 첨가물을 순수한 상태로 분리하여 LSV(Linear Sweep Voltammetry) 실험을 수행합니다. 이를 통해 첨가물 자체의 산화 반응이 발생하는 전압을 명확하게 측정할 수 있습니다. 예를 들어, 기존 연구에서는 다양한 첨가물의 전기화학적 특성을 독립적으로 평가하여, 각 첨가물의 산화 전압을 확인하고 이를 바탕으로 효율적인 배터리 시스템을 개발하는 데 중요한 정보를 제공하였습니다 [1][2]. 첨가물의 산화 전압이 기존 양극의 최대 구동 전압보다 높은 경우, 이 첨가물이 양극 내에서 안정적으로 작동할 가능성이 높습니다.


    2. 첨가물이 포함된 양극의 LSV 실험: 첨가물을 포함한 상태로 양극을 제작한 후, 이 양극 전체에 대해 LSV 실험을 수행합니다. 이렇게 하면 첨가물이 포함된 양극의 전체적인 전기화학적 특성을 평가할 수 있습니다. 첨가물이 포함된 상태에서 산화 발생 전압이 유지되거나 기존보다 높아지는지를 관찰하여, 첨가물이 양극의 성능에 미치는 영향을 종합적으로 판단할 수 있습니다. 예를 들어, 첨가물이 포함된 양극의 산화 전압을 조사한 연구에서는 첨가물이 포함된 양극의 산화 전압이 유지되거나 높아지는 것을 확인하였습니다 [3][4].


    두 방법 모두 각각의 장단점이 있습니다. 개별 첨가물의 LSV 실험을 통해 첨가물 자체의 산화 전압을 명확히 알 수 있으며, 이는 첨가물의 기본 특성을 이해하는 데 도움이 됩니다. 반면, 첨가물이 포함된 양극의 LSV 실험은 실제 사용 조건과 유사한 환경에서 첨가물이 양극에 미치는 영향을 평가하는 데 유리합니다. 예를 들어, 연구에서는 다양한 전해질과 첨가물의 조합을 통해 고전압에서도 안정적인 성능을 보이는 배터리 시스템을 개발했습니다 [5][6].


    결론적으로, 첨가물의 산화 발생 전압을 정확히 알기 위해서는 두 가지 방법을 모두 활용하는 것이 바람직합니다. 먼저 첨가물의 개별 특성을 분석한 후, 실제 양극 내에서의 성능 평가를 통해 종합적인 판단을 내려야 합니다. 이러한 접근법은 첨가물의 유효성을 확인하고, 최적의 양극 소재를 개발하는 데 중요한 역할을 합니다.


    참조문헌

    [1] Sultana, I., Rahman, M. M., Chen, Y., & Glushenkov, A. (2018). Potassium­Ion Battery Anode Materials Operating through the Alloying？Dealloying Reaction Mechanism. Advanced Functional Materials, 28.

    [2] Lu, Z., Yang, H., Yang, Q., He, P., & Zhou, H. (2022). A high-voltage anode-free rechargeable sodium battery.. Angewandte Chemie.

    [3] Liang, P., Sun, H., Huang, C., Zhu, G., Tai, H., Li, J., Wang, F., Wang, Y., Huang, C., Jiang, S., Lin, M., Li, Y., Hwang, B., Wang, C., & Dai, H. (2022). A Nonflammable High­Voltage 4.7 V Anode­Free Lithium Battery. Advanced Materials, 34.

    [4] Verrelli, R., Brescia, R., Scarpellini, A., Manna, L., Scrosati, B., & Hassoun, J. (2014). A lithium ion battery exploiting a composite Fe2O3 anode and a high voltage Li1.35Ni0.48Fe0.1Mn1.72O4 cathode. RSC Advances, 4, 61855-61862.

    [5] Li, P. (2019). Pb？Ag Alloy Anode Modified with Polyaniline Film and its Electrochemical Performance in Sulfuric Acid Electrolyte. International Journal of Electrochemical Science.

    [6] 오소형, 황병찬, 이무석, 이동훈, 박권필, Oh, S., Hwang, B., Lee, M., Lee, D., & Park, K. (2018). Comparison of Hydrogen Crossover Current Density by Analysis Method of Linear Sweep Voltammetry(LSV) in Proton Exchange Membrane Fuel Cells. Korean Journal of Chemical Engineering, 56, 151-155.



    본 답변은 틀루토(tlooto.com)에서 어느정도 참조하였습니다 :)

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