리튬이차전지 실리콘 전극용 용해성 폴리이미드 바인더

송다노; 이승현; 김규만; 유명현; 박원호; 이용민

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자료유형: 학술저널

저자정보: 송다노 (한밭대학교 화학생명공학과) 이승현 (충남대학교 유기소재.섬유시스템공학과) 김규만 (한밭대학교 화학생명공학과) 유명현 (한밭대학교 화학생명공학과) 박원호 (충남대학교 유기소재.섬유시스템공학과) 이용민 (한밭대학교 화학생명공학과)

저널정보: 한국공업화학회 공업화학 공업화학 제26권 제6호

발행연도: 2015.1

수록면: 674 - 680 (7page)

이용수

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리튬이차전지 실리콘 전극에 활용하기 위해, 유기용매에 용해성이 있는 폴리이미드(Polyimide, PI) 고분자 바인더를 두 단계 반응을 이용해 합성하였다. 두 가지 단량체(Bicyclo[2,2,2]oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic Dianhydride (BCDA)와 4,4-oxydianiline (ODA))의 개환 반응 및 축합 반응을 통해 PI 고분자 바인더를 합성하였다. 합성된 PI 고분자 바인더를 이용해 실리콘(silicon, Si) 음극 전극을 제조하였다. 또한 비교군으로써, Polyvinylidene Fluoride (PVDF)을 고분자 바인더로 사용하는 동일 조성을 가진 실리콘 전극을 제조하였다. PI 바인더를 사용한 Si 전극($2167mAh\;g^{-1}$)의 초기 쿨롱 효율은 기존 PVDF 바인더 조성의 Si 전극($1,740mAh\;g^{-1}$)과 유사했지만, 방전용량은 크게 개선되었다. 특히 수명 특성에서는 PI 바인더를 사용한 Si 전극이 우수한 특성을 나타내었는데, 이는 PI 바인더를 사용한 Si 전극접착력($0.217kN\;m^{-1}$)의 전극 접착력이 PVDF를 사용한 Si 전극($0.185kN\;m^{-1}$)보다 높아, 실리콘 부피팽창에 의한 전극 구조 열화가 적절히 제어되었기 때문이라고 판단된다. Si 전극 내의 접착력은 surface and interfacial cutting analysis system (SAICAS) 장비를 통해 검증하였다.

#polyimide synthesis #polymeric binder #adhesion strength #silicon electrode #lithium-ion battery

참고문헌 (32)

참고문헌 신청

B. Scrosati / 2010 / Lithium batteries: Status, prospects and future / J. Power Sources 195:2419~2430

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J. R. Szczech / 2011 / Nanostructured silicon for high capacity lithium battery anodes / Energy Environ. Sci 4:56~72

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