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초록·키워드
리튬 이온 배터리의 높은 에너지, 파워 밀도로 인해 사용 범위가 확대되고 있으며, 이에 따라 성능과 수명 향상을 위해 열화 메커니즘에 대한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 in-situ dilation을 통해 흑연 음극의 부피 팽창 거동을 스테이지에 따라 구간별로 나누어, 각 구간(I, II, III)에서 반복적으로 측정하였다. 연구 결과, 구간 II, III에서는 가역적인 부피 변화 거동을 보인 반면에, 구간 I에서 부피 변화가 증가하고, 세 번째 사이클에서 방전 후 비가역적 팽창이 발생하였다. 이를 통해서 구간 I에서의 큰 부피 변화가 입자의 균열과 비가역적 SEI층의 형성을 유발하여 용량 열화의 주요 원인임을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서 규명한 스테이지 1 - 2 에서의 비가역적 팽창 특성에 대한 이해는 향후 전지 설계 및 차세대 음극재인 실리콘-흑연 복합 소재 개발의 참고 자료가 될 것으로 기대된다.
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