나노기술 및 정책 정보

• 목록

● 명승택 교수(세종대) 연구팀은 하드카본 입자 내 빈 공간에서 성능저하를 일으키는 반응이 나타나며, 충/방전 시 표면에 절연층의 형성이 전지 성능 감소시킨다는 점을 다양한 분석/성능 테스트를 통해 메커니즘을 확보

● 하드카본 음극의 경우, 계속적인 나트륨이온의 삽입반응(intercalation)에 의해 전위평탄영역을 나타내어 약 0.01V 까지 진행이 되지만 나트륨 이온의 확산속도는 현저히 저하되는 문제점이 존재

● 연구팀은 이러한 현상을 실시간 라만분광기(In-situ Raman Spectroscopy)를 이용해 0.1V 이하의 저전압 영역 전위평탄영역에서 나트륨이온 확산성 감소를 관찰하여, 나트륨이온이 무질서한 그래핀 층으로의 삽입반응에서 무질서하게 분포된 그래핀의 폐기공(closed pore) 내부로 삽입 돼 나트륨이온이 가역적으로 탈리(deintercalation) 되기 어려운 점을 증명

● 본 연구는 히드카본 음극재 성능저하 메커니즘을 바탕으로 향후 개선된 표면 및 전해질 연구를 통해 하드카본의 성능저하를 개선하고 해결책을 제시하여 고성능의 나트륨 이온전지 상용화에 이바지할 것으로 기대

Advanced Energy Materials (2024.02.06.), Tracking Sodium Cluster Dynamics in Hard Carbon with a Low Specific Surface Area for Sodium-Ion Batteries