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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

방승환 (경북대학교, 경북대학교 대학원)

지도교수
김철
발행연도
2017
저작권
경북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수16

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

초록· 키워드

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충전할 수 있는 리튬이온전지는 많은 장치에 널리 사용된다. 하지만 보편적인 집전체인 구리 호일은 고체 금속으로 만들어지기 때문에 유연하게 제작하기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해 탄소나노튜브 섬유가 감긴 새로운 섬유 형태의 유연한 리튬이온전지가 개발 및 제작되었다. 탄소나노튜브 섬유는 높은 인장 강도와 우수한 전기 전도성을 지니기 때문에 보편적인 금속 집전체를 대신한다. 추가적으로, 리튬망간산화물과 리튬티타늄산화물이 각각 양극과 음극 활물질로 탄소나노튜브 섬유 표면에 코팅되었다. 양극과 음극 물질은 활물질, 도전재 그리고 바인더로 구성되어 있고 이 세 가지 물질의 중량 조성비는 기계 및 전기적 성능에도 영향을 미친다. 또한, 실리콘이 또 다른 음극 재료로 전자빔 증착 기법으로 탄소나노튜브 섬유 표면에 도포되었다. 8가지 경우의 중량 조성 비율을 조사하여 최적의 비율을 찾았다. 각 비율에 따른 기계 및 전기화학적인 성능을 시험하였다. 활물질이 코팅된 탄소나노튜브 섬유의 인장강도를 인장 시험기를 이용하여 기계적인 성질을 확인하였다. 전지 시험기로 전기화학적 성질을 확인하였다. 섬유 형태의 완전 전지를 제작하여 양극과 음극의 상대적인 화학 반응을 확인하였다. 또한 파우치 형태의 반쪽 전지를 제조하여 양극과 음극의 독립적인 성능을 측정하였다. 파우치 형태의 반쪽 전지는 발광 다이오드 전구를 밝게 만들 수 있었다. 8개 양극의 반쪽 전지 시험 중 활물질, 도전재 그리고 바인더의 비율이 70:15:15인 경우 21mAh/g의 방전 용량을 나타내었다.

목차

Ⅰ. 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 동향 및 목적 8
Ⅱ. 이론적 배경 9
2.1 리튬이온전지의 원리 9
2.2 전지의 종류 11
2.2.1 완전 전지와 반쪽 전지 11
2.2.2 전지의 형태 12
Ⅲ. 리튬이온전지의 제작 13
3.1 각 부품 특징 및 재료 선정 13
3.1.1 CNT 섬유 집전체 13
3.1.2 양극 16
3.1.3 음극 18
3.1.4 분리막 20
3.1.5 전해질 20
3.2 각 부품 제작 22
3.2.1 양극 제작 22
3.2.2 음극 제작 26
3.2.3 전자빔 증착법 28
3.2.4 겔 고분자 전해질 제작 33
3.3 리튬이온전지 조립 39
3.3.1 섬유형 완전 전지 조립 방법 39
3.3.2 섬유형 완전 전지 제작 내역 46
3.3.3 파우치형 반쪽 전지 조립 52
Ⅳ. 리튬이온전지의 성능 시험 54
4.1 기계적 시험 54
4.1.1 양극의 인장 시험 결과 55
4.1.2 음극의 인장 시험 결과 56
4.2 전기화학적 시험 58
4.2.1 양극의 충방전 시험 결과 62
4.2.1 음극의 충방전 시험 결과 68
Ⅴ. 결론 71
참고 문헌 72
영문 초록 79

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