»çÀÌÆ®¸Ê ×
Çѱ¹ÈÇבּ¸¿ø, Â÷¼¼´ë ¸®Æ¬±Ý¼ÓÀüÁö »ó¿ëÈ ¾Õ´ç±â´Â ¿øõ±â¼ú °³¹ß
2017.11.08 | Á¶È¸ : 2363
÷ºÎÆÄÀÏ :
¿¡³ÊÁö¡¤È¯°æºÐ¾ß ÃÖ°í ±ÇÀ§Áö ¡°Energy & Environmental Science¡±ÀÇ µÞ¸é Ç¥Áö³í¹®À¸·Î ¼±Á¤ Çѱ¹ÈÇבּ¸¿ø(¿øÀå À̱ÔÈ£) ±èµ¿±Õ ¹Ú»ç ¿¬±¸ÆÀÀº ¼¿ï´ëÇб³ ÈÇлý¹°°øÇкÎÀÇ ÀÌÁ¾Âù ±³¼ö ¿¬±¸ÆÀ°úÀÇ °øµ¿¿¬±¸·Î Â÷¼¼´ë ¸®Æ¬±Ý¼ÓÀüÁöÀÇ ¼º´É ¹× ¾ÈÀü¼ºÀ» ¸ðµÎ È®º¸ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â °Ö°íºÐÀÚÀüÇØÁú ÷°¡Á¦ ¿øõ±â¼úÀ» °³¹ßÇß´Ù. ¸®Æ¬ÀÌ¿ÂÀüÁö´Â ³ëÆ®ºÏ, ÈÞ´ëÆù µîÀÇ ÀüÀÚ Á¦Ç°¿¡ ³Î¸® ¾²ÀÌ°í ÀÖÀ¸³ª ¿ë·®°ú ¼ö¸í ¹®Á¦·Î Àü±âÀÚµ¿Â÷, ¿¡³ÊÁöÀúÀå½Ã½ºÅÛ(ESS)1) µîÀÇ Àû¿ë¿¡ ¾î·Á¿òÀÌ ÀÖ´Ù. ÀÌ¿¡, À½±ØÀç¿¡ È濬´ë½Å ¸®Æ¬±Ý¼ÓÀ» »ç¿ë2)ÇÏ´Â ¸®Æ¬±Ý¼ÓÀüÁö°¡ ¸®Æ¬ÀÌ¿ÂÀüÁö¸¦ ´ëüÇÒ ¼ö ÀÖ´Â Â÷¼¼´ë ÀÌÂ÷ÀüÁö Áß Çϳª·Î ÁÖ¸ñ¹Þ°í ÀÖ´Ù. ±×·¯³ª ¸®Æ¬±Ý¼ÓÀüÁö´Â Ã桤¹æÀü°úÁ¤¿¡¼ ¸®Æ¬±Ý¼Ó Ç¥¸é¿¡ ³ª¹µ°¡Áö ÇüÅÂÀÇ °áÁ¤ÀÌ Çü¼ºµÇ´Âµ¥, ÀÌ´Â ¸®Æ¬±Ý¼ÓÀüÁöÀÇ ¼ö¸íÀ» ´ÜÃà½ÃÅ°°í ³»ºÎ´Ü¶ô3)À» ÀÏÀ¸ÄÑ ÈÀ糪 Æø¹ß µî ¾ÈÀü¹®Á¦¸¦ ¾ß±âÇÒ ¼ö ÀÖ¾î »ó¿ëÈ¿¡ °É¸²µ¹·Î ÀÛ¿ëÇØ¿Ô´Ù. ÈÇÐ(¿¬) ±èµ¿±Õ ¹Ú»ç ¿¬±¸ÆÀ°ú ¼¿ï´ë ÀÌÁ¾Âù ±³¼ö ¿¬±¸ÆÀÀº ³ª¹µ°¡Áö ÇüÅÂÀÇ °áÁ¤ÀÌ ¼ºÀåÇÏ´Â °ÍÀ» ¾ïÁ¦Çϱâ À§ÇØ ÀüÁöÀÇ ÀüÇØÁú°ú °ü·ÃµÈ »õ·Î¿î ±â¼úÀ» °³¹ßÇß´Ù. ±âÁ¸ ¾×ü ÀüÇØÁú ´ë½Å, ºÒ¼Ò°è °Ö°íºÐÀÚÀüÇØÁú4)¿¡ º¸·Ð³ªÀÌÆ®¶óÀ̵å5)¸¦ ¼Ò·®(0.5%) ÷°¡ÇÏ¿© ¸®Æ¬±Ý¼ÓÀüÁöÀÇ ¼ö¸í°ú ¾ÈÀü¼ºÀ» Å©°Ô Çâ»ó½ÃÄ×´Ù. ¿¬±¸ÆÀÀº º¸·Ð³ªÀÌÆ®¶óÀ̵带 2Â÷¿øÀÇ ³ª³ëÇ÷¹ÀÌÅ©6)·Î ¸¸µé¾î °Ö°íºÐÀÚÀüÇØÁú ³»¿¡ °í¸£°Ô ºÐ»êÇØ Ã·°¡ÇÏ¿´À¸¸ç, µÎ ¹°ÁúÀÌ Àß ¼¯ÀÏ ¼ö ÀÖµµ·Ï º¸·Ð³ªÀÌÆ®¶óÀ̵å Ç¥¸é¿¡ °Ö°íºÐÀÚÀüÇØÁú°ú À¯»çÇÑ ºÒ¼Ò°è °íºÐÀÚ »ç½½À» µµÀÔÇÏ¿´´Ù. À̹ø ¿¬±¸¼º°ú´Â ¿¡³ÊÁö¡¤È¯°æºÐ¾ß ÃÖ°í ±ÇÀ§ÁöÀÎ ¡°Energy & Environmental Science¡±ÀÇ 2017³â 9¿ùÈ£¿¡ °ÔÀçµÆÀ¸¸ç, µÞ¸é Ç¥Áö³í¹®À¸·Î ¼±Á¤µÆ´Ù. º» ¿¬±¸ ¼º°ú°¡ °ÔÀçµÈ Energy&Environmental Science ò¼* µÞ¸é Ç¥Áö * ¼¼°è 3´ë ÈÇÐȸ Áß ÇϳªÀÎ ¿µ±¹ ¿Õ¸³ÈÇÐȸ(RSC, Royal Society of Chemistry)¿¡¼ ¹ßÇàÇÏ´Â ¼¼°èÃÖ°í ±ÇÀ§ÀÇ ¿¡³ÊÁö¡¤È¯°æºÐ¾ß ÇмúÁö(2017³âµµ ÇÇÀοëÁö¼ö : 29.518) * ³í¹®Á¦¸ñ : 2D boron nitride nanoflakes as a multifunctional additive in gel polymer electrolytes for safe, long cycle life and high rate lithium metal batteries ¸®Æ¬°áÁ¤ ¼ºÀåÀ» ¸·±â À§ÇØ ±âÁ¸¿¡ ¾²ÀÌ´ø ±â¼úÀº °íü ÀüÇØÁúÀ» ½á¼ ¸®Æ¬°áÁ¤ÀÌ »¸¾î ³ª¿À´Â °ÍÀ» ¹°¸®ÀûÀ¸·Î ¸·°í, ¸®Æ¬ ¾çÀÌ¿ÂÀÌ À̵¿ÇÏ´Â ºñÀ²À» »ó´ëÀûÀ¸·Î ³ôÀÌ´Â7) ±â¼úÀÌ´Ù. ±×·¯³ª ÀÌ ±â¼úÀº Á¦Á¶°øÁ¤ÀÌ º¹ÀâÇÏ°í ÀÌ¿ÂÀüµµµµ°¡ ³·¾Æ ¼º´ÉÀÌ ÀúÇϵȴٴ ´ÜÁ¡ÀÌ ÀÖ¾ú´Ù. Àü ¼¼°èÀûÀ¸·Î ÀÌ·¯ÇÑ ´ÜÁ¡À» ±Øº¹Çϱâ À§ÇÑ ¿©·¯ ¿¬±¸°¡ ÁøÇàµÇ¾úÀ¸³ª, ºÒ¼Ò°è °Ö°íºÐÀÚÀüÇØÁú¿¡ º¸·Ð³ªÀÌÆ®¶óÀ̵带 ÷°¡ÇÏ´Â ±â¼úÀº º» ¿¬±¸ÆÀÀÌ ÃÖÃÊ´Ù. ºÒ¼Ò°è °Ö°íºÐÀÚÀüÇØÁú¿¡ º¸·Ð³ªÀÌÆ®¶óÀ̵带 0.5% ÷°¡ÇÏ¸é °íü¿Í ¾×üÀÇ Áß°£Á¤µµÀÇ ¹°¼ºÀ» °¡Áö¸é¼µµ ÀüÇØÁúÀÇ Æ¯¼ºÀ» ´Ü´ÜÇÏ°Ô ¸¸µé ¼ö ÀÖ´Ù. µû¶ó¼ ÀÌ¿Â Àüµµµµ´Â ³ôÁö¸¸ °áÁ¤ÀÇ ¼ºÀåÀ» ¸·Áö ¸øÇÏ´Â ¾×ü ÀüÇØÁúÀÇ ´ÜÁ¡À» º¸¿ÏÇÒ ¼ö ÀÖ°í, ´Ü´ÜÇϱä ÇÏÁö¸¸ ÀÌ¿Â Àüµµµµ°¡ ³·¾Æ ¼º´ÉÀÌ ÀúÇϵǴ °íü ÀüÇØÁúÀÇ ´ÜÁ¡ ¶ÇÇÑ º¸¿ÏÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ÈÇÐ(¿¬) ±èµ¿±Õ ¹Ú»ç´Â ¡°ÀÌ ¿¬±¸¸¦ ÅëÇØ º¸·Ð³ªÀÌÆ®¶óÀ̵åÀÇ »õ·Î¿î ÀÀ¿ë °¡´É¼ºÀ» Á¦½ÃÇßÀ¸¸ç, ƯÈ÷ ³ª¹µ°¡Áö ÇüÅÂÀÇ ¸®Æ¬±Ý¼Ó °áÁ¤¼ºÀåÀ» È¿°úÀûÀ¸·Î Á¦¾îÇÏ´Â º» ±â¼úÀº Â÷¼¼´ë ¸®Æ¬±Ý¼ÓÀüÁö »Ó¸¸ ¾Æ´Ï¶ó ¸®Æ¬È²ÀüÁö, ¸®Æ¬°ø±âÀüÁöÀÇ »ó¿ëȸ¦ Å©°Ô ¾Õ´ç±æ ¼ö ÀÖÀ» °ÍÀÌ´Ù¡±¶ó°í ¿¬±¸ÀÇÀǸ¦ ¹àÇû´Ù. 1) ¿¡³ÊÁöÀúÀå½Ã½ºÅÛ : ¹ßÀü Àü·Â·®ÀÌ »ç¿ë·® ´ëºñ ¿©À¯°¡ ÀÖÀ» ¶§ ÀüÁö µî¿¡ ÀúÀåÇص״ٰ¡ ÃßÈÄ ÇÊ¿äÇÒ ¶§ °ø±ÞÇÏ´Â ½Ã½ºÅÛ. ESS´Â ¿¡³ÊÁö ÀÌ¿ëÈ¿À² Çâ»ó, ½Å¡¤Àç»ý¿¡³ÊÁö È°¿ëµµ Á¦°í ¹× Àü·Â°ø±Þ½Ã½ºÅÛ ¾ÈÁ¤È¿¡ ±â¿©ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. 2) ¸®Æ¬±Ý¼Ó ¹× È濬ÀÇ À̷п뷮Àº °¢°¢ 3860 mAh/g°ú 372 mAh/gÀÌ´Ù. 3) ÀüÀ§Â÷¸¦ °®´Â ȸ·Î »óÀÇ µÎ ºÎºÐ(¸®Æ¬ÀüÁöÀÇ °æ¿ì, À½±Ø°ú ¾ç±Ø)ÀÌ Àü±âÀûÀ¸·Î Á¢Ã˵Ǵ Çö»óÀ» ¸»ÇÑ´Ù. ÀÌ ¶§ Á¢Á¡¿¡¼ °ú·®ÀÇ Àü·ù°¡ È帣°í ¿ÀÌ ¹ß»ýÇÏ¿© ½ÉÇÑ °æ¿ì ÈÀ糪 Æø¹ßÀÌ ÀϾ±âµµ ÇÑ´Ù. 4) °íºÐÀÚ ¸ÅÆ®¸¯½º ³» ¾×ü ÀüÇؾ×ÀÌ ÇÔħ µÇ¾îÀÖ´Â °Ö »óÅÂÀÇ ÀüÇØÁú·Î, ¾×ü »óÅÂÀÇ ÀüÇØÁú°ú ´Þ¸® ÀüÇØ¾× ´©¾×¿¡ µû¸¥ ¹èÅ͸® ¼Õ»ó ¹®Á¦°¡ ¾øÀ¸¸ç º°µµÀÇ ºÐ¸®¸·À» »ç¿ëÇÒ ÇÊ¿ä°¡ ¾ø´Ù. 5) ºØ¼Ò(B)¿Í Áú¼Ò(N)°¡ ¾ÈÁ¤µÈ °øÀ¯°áÇÕÀ¸·Î °áÇյǾî À°°¢Çü(Hexagonal) ±¸Á¶ÀÇ ÆÇ»ó ÇüŸ¦ °¡Áø ¹°Áú. ¿ì¼öÇÑ Àü±âÀý¿¬¼º, ¿Àû¡¤±â°èÀû ¾ÈÁ¤¼º ¹× ¿Àüµµ¼ºÀ¸·Î ÀÎÇØ ÀüÀÚ, ¿¡³ÊÁö, ¿ìÁÖ/¿øÀÚ·Â, ¹× ¹ÙÀÌ¿À-¸ÞµðÄ® µî ´Ù¾çÇÑ »ê¾÷ºÐ¾ß¿¡¼ ÀÀ¿ë¿¬±¸°¡ ÁøÇàµÇ°í ÀÖÀ¸³ª, ¸®Æ¬¸ÞÅ»ÀüÁö¿ë °Ö°íºÐÀÚÀüÇØÁú ÷°¡Á¦·ÎÀÇ ÀÀ¿ëÀº Á¦½ÃµÈ ¹Ù°¡ ¾ø¾ú´Ù. 6) 2Â÷¿ø ÆÇ»ó±¸Á¶ÀÇ º¸·Ð³ªÀÌÆ®¶óÀ̵å´Â ºØ¼Ò(B)¿Í Áú¼Ò(N)°¡ 1:1·Î ÈÇÕÇÏ¿© È濬°ú °ÅÀÇ °°Àº °áÁ¤±¸Á¶¸¦ °®°í ÀÖ´Ù. ¹°¼ºÀûÀ¸·Îµµ È濬°ú À¯»çÇÑ Á¡ÀÌ ¸¹¾Æ, ¾ãÀº ÆÇ»óÀ¸·Î ¹Ú¸®µÈ º¸·Ð³ªÀÌÆ®¶óÀ̵å´Â ¹é»ö ±×·¡ÇÉÀ¸·Îµµ ºÒ¸°´Ù. ³ª³ëÅ©±âÀÇ º¸·Ð³ªÀÌÆ®¶óÀ̵带 ¹Ú¸®½ÃÅ°´Â °øÁ¤À» ÅëÇØ º¸·Ð³ªÀÌÆ®¶óÀÌµå ³ª³ëÇ÷¹ÀÌÅ©¸¦ ¾ò´Â´Ù. 7) ÀüÇØÁú¿¡ Àü·ù¸¦ ÅëÇÏ¸é ¸®Æ¬ ¿°(salt)ÀÇ À½ÀÌ¿ÂÀº ¾ç±ØÀ¸·Î ¾çÀÌ¿ÂÀº À½±ØÀ¸·Î À̵¿ÇÏ°í, µÎ ÀÌ¿Â °øµ¿À¸·Î Àü±â¸¦ ¿î¹ÝÇÑ´Ù. À̶§ °¢ ¸®Æ¬ ¾çÀÌ¿ÂÀÌ Àü±â¸¦ ¿î¹ÝÇÏ´Â ºÐ´ã ºñÀ²À» ¸®Æ¬À̿¿î¹ÝÀ²À̶ó ºÎ¸£¸ç, ÀÌ·ÐÀûÀ¸·Î ÀÌ °ªÀÌ Å¬¼ö·Ï ¸®Æ¬±Ý¼Ó °áÁ¤¾ïÁ¦ È¿°ú°¡ ÀÖ´Ù.
|