Anodic SiO2/TiO2 nanocomposites for lithium ion battery

초록

최근 리튬 이온 이차 전지의 기술 발전 및 응용분야의 확대를 위한 연구가 활발히 진행됨에 따라, 현재 음극재로 상용되고 있는 그래파이트의 용량 한계를 해결할 새로운 음극활물질의 개발이 진행되고 있다. 실리콘계 음극재는 충전 전압이 낮고 리튬의 저장용량이 크다는 장점을 갖고 있지만, 리튬 이온과의 합금/탈합금 반응 중에 발생하는 큰 부피 변화로 인한 내부 균열과 전극 표면의 SEI 층이 전지 성능을 저하시키는 것으로 알려져 있다. 반면 이산화 타이타늄(TiO2)은 리튬 이온의 삽입/탈리 이후에도 결정구조를 유지하지만, 반응전위가 다소 높고 용량이 작다는 단점이 있다. 이에 따라 본 연구에서는 플라즈마 전해 산화 공정을 통해 다공성 구조의 실리카/이산화 타이타늄 나노복합체 필름을 제조하여 실리콘의 부피팽창과 이산화 타이타늄의 낮은 용량을 보완하고자 하였다. 리튬 이차 전지의 성능 평가를 위해 정전류 충방전법과 순환전압 주사법 등이 진행되었다.