실리콘이차전지 (44) 썸네일형 리스트형 고체 전해질 선택에 따른 실리콘 음극의 성능 변화 분석 서론-고체 전해질의 선택은 실리콘 음극 성능의 핵심 변수다 차세대 전지 기술로 주목받고 있는 전고체 배터리(All-Solid-State Battery, ASSB)는 고안전성, 고에너지 밀도, 넓은 작동 온도 범위 등을 기반으로 리튬이온 전지의 대체재로 평가받고 있다. 이러한 전고체 시스템의 성능을 결정짓는 주요 요인은 고체 전해질(Solid Electrolyte, SE)의 종류이며, 특히 부피 팽창 특성이 큰 실리콘 음극재와의 계면 호환성은 배터리의 수명과 출력 특성에 지대한 영향을 미친다. 실리콘은 높은 이론용량(3,579 mAh/g)을 제공하지만, 충전 과정에서 약 300~400%에 달하는 부피 팽창을 겪으며 계면 박리, 전해질 분해, SEI 막 붕괴 등의 문제를 발생시킨다. 이러한 구조적 변화에 대.. 전고체 배터리에서의 고체 전해질과 실리콘 음극의 계면 특성 분석 서론 - 계면의 문제는 실리콘 음극재 상용화의 가장 높은 장벽이다 리튬이온 배터리 기술은 지난 30년 동안 전기화학 저장 시스템의 주류를 형성해왔다. 그러나 액체 전해질 기반 배터리는 열적 불안정성과 전해질 누액 문제로 인해 고출력/고안전성이 요구되는 응용 분야에는 한계를 가진다. 이러한 기술적 공백을 해소하기 위한 대안으로 전고체 배터리(ASSB, All-Solid-State Battery)가 급부상하고 있으며, 그 중심에는 고체 전해질과 고용량 음극재의 융합이 있다.그중에서도 실리콘(Si) 음극재는 높은 이론용량(3,579 mAh/g)을 갖고 있어 전고체 배터리의 에너지 밀도를 극대화할 수 있는 핵심 소재로 주목받고 있다. 그러나 실리콘 음극재와 고체 전해질 사이의 계면 반응성, 계면 저항 증가, 기.. 실리콘 음극재의 부피 팽창 문제와 소재적 해결방안 서론 - 고용량 음극재의 딜레마 – 실리콘의 잠재력과 한계 리튬이온 전지 기술의 진보는 음극재의 혁신 없이는 불가능하다. 고에너지 밀도화가 필수적인 차세대 배터리 시장에서는 흑연을 대체할 수 있는 고용량 음극재가 절실히 요구되고 있으며, 이 과정에서 실리콘(Silicon)은 가장 유력한 후보로 평가받고 있다. 실리콘은 리튬과 최대 Li15Si4의 합금을 형성함으로써 이론용량 약 3,579mAh/g에 달하는 고용량을 제공한다. 이는 기존 흑연의 372mAh/g 대비 거의 10배에 달하는 수치이다. 그러나 높은 이론용량과는 별개로, 실리콘 음극재는 충전 중 최대 400%에 달하는 부피 팽창 현상을 수반하며, 이는 전극 구조 붕괴, 수명 저하, 전해질 분해 등 일련의 문제를 야기한다. 이러한 구조적 한계를 극.. 실리콘 음극재의 원리와 기존 흑연 음극재와의 구조적 차이 분석 서론 - 차세대 배터리 시장에서 실리콘 음극재가 주목받는 이유 리튬이온 배터리는 지난 수십 년 동안 전기차, 스마트폰, 에너지저장장치 등 다양한 산업 분야에서 에너지 저장 매체로 활용되어 왔다. 그러나 시장은 고에너지 밀도, 장수명, 고안전성을 갖춘 차세대 배터리를 요구하고 있으며, 이러한 흐름 속에서 음극재의 기술적 전환이 핵심적인 관심사로 부상하고 있다. 특히 실리콘(Silicon)을 기반으로 한 음극재는 이론적 용량 측면에서 기존 흑연(Graphite) 대비 약 10배 이상의 전기화학적 용량을 제공할 수 있어 차세대 소재로 각광받고 있다. 하지만 실리콘 음극재의 실제 적용에는 구조적 불안정성, 반복 싸이클에서의 수명 저하, 계면 저항 문제 등 다양한 기술적 도전 과제가 존재한다. 본문에서는 실리콘 .. 이전 1 ··· 3 4 5 6 다음
