Li ion battery Anode용 Si-Alloy 분석과 Comsol Multiphysics를 활용한 유한요소 해석

초록

최근 전기자동차, 드론 등 4차 산업혁명 관련 산업의 발전과 함께 이차전지 배터리의 음극재에 사용되는 전해 동박에 대한 수요가 증가하고 있다. 전해 동박은 압연박에 비해 전기적 특성은 우수하나 기계적 특성이 상대적으로 열악하고, 더욱 얇은 두께의 전해 동박을 요 구하는 추세이기에, 공정변수와 첨가제 등을 조정하여 우수한 기계적 특성과 전기화학적 특성을 갖는 전해 동박의 제조에 대한 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 황산구리 전해액에 도금 특성에 긍정적으로 작용하는 염소이온과 촉진제로 MPSA, 억제제로 PEG, 평활제 로 PVP를 첨가하였으며, PVP의 첨가 및 첨가량 변화에 따른 기계적 특성 변화를 확인하기 위해, 첨가제 무첨가, 염소이온-촉진제-억제제 첨가, 염소이온-촉진제-억제제-평활제 첨가 조건으로 실험을 진행하였고, PVP 첨가량은 20 PPM에서 60 PPM 범위에서 10 PPM씩 증가 시켰다. 도금 조건은 정전류 조건하에서 진행하였다. 촉진제의 첨가량 변화에 따른 PVP 첨가 특성도 확인하기 위해 PVP 40 PPM 조건에서 MPSA 10 PPM, 20 PPM, 40 PPM의 전해 도금도 진행하였다. 제조된 샘플은 FE-SEM을 통해 표면을 관찰하였고, 표면조도 측정을 통해 전해 동박 표면거칠기를 평가하였다. 인장시험기(MCT-11150, AND, Japan)로 인장강도와 연신율을 측정하였다.