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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 문장혁
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 중앙대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
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최근 급격히 변하는 지구의 기후에 많은 경제적, 인명적 사건 사고들이 발생하고 있다. 이러한 지구 온난화에 의한 기후 변화의 주범인 이산화탄소의 발생을 줄이기 위하여 배터리를 활용한 전기 자동차 및 친환경 발전 방법들이 많이 연구되고 있다. 기존의 배터리는 음극, 전해질, 양극, 분리막, 집전체로 구성되어 있다. 이중 음극은 높은 안정성과 낮은 전압을 보이는 흑연을 거의 고정적으로 사용해 왔다. 하지만 최근 소비자들의 높은 용량을 가진 배터리에 대한 요구로 인하여, 흑연의 낮은 용량(376mAh/g)을 극복할 수 있는 리튬 금속(3,840mAh/g)이 많은 관심을 받고 있다. 하지만 리튬 금속을 음극으로 사용할 경우 리튬 금속 수지상 성장에 의한 배터리의 용량 감소 및 화재의 위험이 있다. 따라서 리튬 금속 음극에서 발생하는 리튬 금속 수지상 성장을 억제하는 기술이 리튬 금속 음극을 이용한 배터리의 상업화를 위해서는 반드시 필요하다. 본 논문에서는 이러한 리튬 금속 수지상 성장을 억제할 수 있는 두 가지 방법을 제시한다. 1) 리튬과의 반응성이 좋은 금 나노 입자와 전해질이 탄소 섬유 내부에 균일하게 도달할 수 있게 도와주는 기공을 고려한 일차원 탄소 섬유 2) 리튬 금속 수지상 성장에 의한 SEI의 응력을 증가시키고, 과전압을 감소시키는 높은 강성을 가진 SEI를 통한 리튬 금속 수지상 성장 억제. 위의 두 가지 방법을 통하여 리튬 금속 수지상 성장이 억제된 안정한 구동을 보이는 리튬 금속을 음극으로 사용한 배터리가 구현될 수 있을 것으로 기대된다.
목차
제1장 서 론 1제1절 연구 배경 1제2절 배터리 모델링 소개 6제2장 물리 기반 배터리 모델링 방법 8제1절 물리 기반 배터리 모델링 지배방정식 81. 전극의 물질 균형 방정식 82. 전극의 전하 균형 방정식 93. 전해질의 물질 균형 방정식 104. 전해질의 전하 균형 방정식 115. 전극/전해질 계면 반응: 버틀러-볼머 식 12제3장 연구 내용 14제1절 리튬 금속 전지용 금 나노 입자가 함유된 일차원(1D) 다공성 탄소 구조체 개발 및 분석 141. 배 경 142. 방 법 163. 결 과 22제2절 Solid electrolyte interphase(SEI)의 강성이 리튬 금속 수지상 성장에 미치는 영향 291. 배 경 292. 방 법 313. 결 과 36제4장 결론 44참고문헌 47국문초록 53ABSTRACT 55
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