리튬이온배터리용 이중 코팅된 SiCTiO2 음극복합소재의 전기화학적 특성

[2025 카모페어]

본 연구에서는 고성능 리튬 이온 배터리용 이중 코팅된 Si@C@TiO2 음극 복합소재를 제조하였다. 나노 크기의 실 리콘에 도파민의 중합반응과 TBOT (Titanium butoxide)를 사용한 졸-겔법을 통해 Si@C@TiO2 음극 복합소재를 합성 하였다. 이중층 구조를 갖는 복합소재는 내부를 균일한 탄소층으로 구성하고, 외부에 TiO2 층을 이중으로 코팅하여 실 리콘 복합소재의 구조적 안정성과 전도도를 향상시키는 구조로 설계하였다. 제조된 Si@C@TiO2 복합소재의 물리적 특성은 HR-SEM, EDS, XRD와 TGA를 사용하여 분석하였다. 1 M LiPF6 (EC: DEC=1:1 vol%, FEC 10 wt%) 전해액 에서 도파민 조성 및 코팅 층의 순서에 따른 전지의 사이클, 율속, EIS 테스트 및 dQ/dV 그래프를 통해 전기화학적 특 성을 조사하였다. 제조된 Si@C@TiO2 복합소재는 0.1 C에서 2603.8 mAh/g의 초기 방전용량을 나타내었다. 100 사이 클의 충·방전 후 1646.0 mAh/g의 높은 가역 용량과 82.9 %의 용량 유지율을 보여주었다. 또한 율속 테스트를 통해 3 C에서 615.0 mAh/g의 높은 용량을 나타내어 고율속에서도 Si@C@TiO2가 단일 코팅된 Si@C, Si@TiO2에 비해 안정 적인 사이클 특성을 보이는 것을 확인하였다

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