이론 공부13 [전기화학 기초] C-rate 계산하는 법 (코인셀) 서론 리튬이온배터리에서 소재의 전기화학특성을 평가할 때 C-rate이라는 개념이 자주 사용된다. C-rate이 무엇인지에 대해 알아보자. C-rate 이란?Current rate(전류 속도)의 줄임말.1C의 의미는 배터리를 완전히 충전 또는 방전시킬 때 필요한 시간이 1시간이 되도록 전류를 흘려준다는 것을 의미한다. 0.1C는 1C의 1/10이므로 시간당 흐르는 전류 속도가 1C 전류 대비 1/10이다. 단순하게, C 앞에 붙는 숫자가 클수록 흘려주는 전류의 속도가 더 빠르고, 작을수록 흘려주는 전류의 속도가 느린 것이다.예를 들어, 보조 배터리의 용량이 10,000mAh라고 해보자. 10,000mAh는 10,000mA와 1h의 곱이다. 즉, 10,000mA의 전류를 1시간 동안 흘려줄 수 있는 용량을 .. 2024. 11. 14. [소재 물성 분석 방법] 주사전자현미경(SEM) 원리, 구성, 측정 방법, 해석 서론백문이 불여일견백 번 듣는 것이 한 번 보는 것만 못하다.실리콘 음극재뿐만 아니라 다양한 무기물질 및 탄소계 물질 등 소재의 물성을 분석하고자 할 때 가장 직관적으로 이해할 수 있는 첫걸음은 눈으로 그 형태를 보는 것이다. 그 대표적인 방법으로 소재의 표면 및 3차원적 형상을 관찰하는 SEM(Scanning Electron Microscopy; 주사전자현미경 사용법)이 있다.SEM이란?SEM(Scanning Electron Microscopy; 주사전자현미경 사용법)시료의 표면을 관측하는 현미경 측정법이다.시료에 전자 빔(electron beam)을 쏴주면 시료에서 이차 전자(secondary electron)가 방출되는 것을 검출기(detector)에서 측정하여 입자의 형상을 확인하는 원리이다.장비.. 2024. 11. 11. 전기화학 그래프 해석 기초 (LSV, CV, 정전류, 미분용량곡선) 선형주사전압법 (Linear Sweep Voltammetry)리튬 메탈과 백금으로 이루어진 전극과 1M LiPF6/DMC 전해질로 구성된 전지이다.x축은 전압이고, y축은 면적당 전류이다.전압이 3V에서 4.5V까지의 구간에 있을 때는 전류가 일정하게 미미하게 변한다.전류가 발생한다는 의미는 곧 전자가 이동한다는 말이고전지 내에서 전기화학반응이 일어나고 있다는 뜻이다.(어디서는 산화 반응이, 또 다른 어딘가에서는 환원반응이 일어나고 있다.)다시 말해, 4.5V까지는 안정적으로 전지가 구동된다고 볼 수 있다. 그러나, 전압이 4.6~5.2V의 영역에 있을 때는 그것이 증가함에 따라전류가 변하는 폭이 전보다 커지는 것을 볼 수 있다. 이것은 곧 4.6V이상의 전압대에서는 셀 내부에서 산화/환원 반응이더 크게.. 2024. 10. 31. [전기화학 기초 개념] 분극 (Polarization), 방전곡선(Discharge curve) 분극(Polarization)전극전위 값이 평형상태에서 과하거나 부족하게 되는 현상돌이켜보면 생물 과목에서도 세포막을 기준으로 안팎의 전하가 나뉘는 현상을 분극이라고도 하는 것이 기억난다.분극이라는 용어는 전극의 전위가 평형 상태에서 벗어나 극성화되는 현상을 의미한다.다시 말하면, 분극 현상이 발생하면 전극의 전위가 정상 상태에서 벗어나더 양극화되거나 음극화되는 것이다.마치 전극이 더 강한 극성을 띠게 되는 것과 유사하다.전자에서 반응이 진행될 때에는 각 전지구성 요소에서 일어나는 전하 이동과정이같은 속도로 일어나지 않는다.그러므로, 어느 특정 과정에서 전하 이동과정이 상대적으로 늦어지는 경우, 이것이 전지의 전체 반응에 대한 속도 제한 과정(Rate determining step, rds)이 된다.따라.. 2024. 10. 21. 흑연 내부 리튬 이온 삽입 메카니즘 - Staging mechanism 흑연 내부에 리튬 이온이 삽입되는 메커니즘?현재 리튬 이온 배터리로서 가장 상용화된 음극은 흑연이다.리튬이온 배터리에서 흑연 음극재가 갖는 전기화학적 특성을 이해한다면,흑연과 혼합된 실리콘 음극재를 설계할 때, 실리콘 음극재의 전기화학 특성을 해석하는데큰 도움을 줄 수 있다.이러한 이유로,오늘은 흑연 내부에 리튬 이온이 삽입되는 메커니즘에 대해 알아보려고 한다.출처는 논문 "Sustainable Energy Fuels, 2020, 4, 5387"이다. 흑연은 위와 같은 2D(2-Dimensional) 형태의 그래핀이 적층 된 형태를 갖는다.그래핀 층의 넓은 면을 basal plane, 좁은 모서리 부분을 edge planed이라 한다.리튬 이온이 Host인 흑연 내부에 삽입되는 방식은 Intercalat.. 2024. 10. 16. 전기 화학 이론 기초 2 - 반쪽 전지, 정전류/정전압, 충방전곡선 반쪽 전지, 정전류/정전압, 충방전곡선 실리콘 음극재를 공부하다 보면 개념적인 부분에서 헷갈리는 게 종종 나온다.그중, Half-cell test (반쪽 전지)에서 충·방전 개념이 일상생활에서 알고 있는 충·방전과 반대여서 혼동이 올 때가 종종 있다.오늘은 실리콘 음극재를 half-cell 및 full-cell test 할 때의 과정을 짚어보며어느 과정에서 CC/CV 또는 CC가 이루어지고,그에 따라 전위가 어떤 식으로 변화하는지에 대해 살펴보겠다.1) Full cell위 그림은 실리콘 음극재와 상용 NCM 양극재로 이루어진 셀의 모식도이다.(Full cell)일반적으로, 충전 과정은 CC/CV로 이루어지고 방전 과정은 CC로 이루어진다.CC,CV는 각각 Constant Current와 Constant .. 2024. 10. 10. 이전 1 2 3 다음 반응형
