하이브리드 커패시터의 열안정성 개선을 위한 LiFePO4 복합양극 소재에 관한 연구

Study on LiFePO4 Composite Cathode Materials to Enhance Thermal Stability of Hybrid Capacitor

초록

고온에서 Mn 이온 용출에 의한 성능저하를 보이는 스피넬 결정구조의 LiMn2O4 양극 하이브리드 커패시터의 대안으로 열안정성이 높은 올리빈 결정구조의 LiFePO4 기반 복합양극 소재의 적용가능성을 연구하였다. LiFePO4/활성탄셀을 이용한 1.0~2.3 V의 충·방전을 통한 수명평가에서 상온(25 oC) 및 고온(60 oC) 조건 모두에서 충·방전 사이클이 진행됨에 따라 음극(활성탄)의 저전압화에 따른 열화로 인한 용량저하 현상이 나타났다. 이의 해결을 위해 50:50 중량비율로 LiFePO4/LiMn2O4, LiFePO4/Activated carbon 및 LiFePO4/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 복합양극을 제조하여 모노셀 충· 방전 실험을 수행한 결과, 층상구조의 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2를 사용한 전극이 안정적인 전압거동을 보였다. 또한, 2.3 V 및 80 oC에서 1,000시간 부하를 통한 고온 안정성 실험에서도 LiFePO4/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 복합양극이 상용 LiMn2O4 양극에 비해 약 2배 가량 높은 방전용량 유지율을 보였다.

키워드

LiFePO4; Composite cathode; Hybrid capacitor; LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2; Thermal stability
제목
하이브리드 커패시터의 열안정성 개선을 위한 LiFePO4 복합양극 소재에 관한 연구
제목 (타언어)
Study on LiFePO4 Composite Cathode Materials to Enhance Thermal Stability of Hybrid Capacitor
저자
권태순; 박지현; 강석원; 정락교; 한상진
DOI
10.9713/kcer.2017.55.2.242
발행일
2017-05
저널명
Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHAK)
권
55
호
2
페이지
242 ~ 246