Analysis of structural and thermodynamic properties for Li-SGICs synthesized by chemical method

화학적 방법에 의하여 합성된 Li-SGICs의 구조적, 열역학적 특성 분석

  • Published : 1998.06.01

Abstract

Li-SGICs as a anode of lithium ion battery were synthesized by high-pressure method as a function of the Li-contents. The characteristics of these prepared compounds were determined from the studies with X-ray diffraction method and differential scanning calorimeter (DSC) analysis. From the results of X-ray diffraction, it was found that the lower stage intercalation compounds were formed with increase of Li-contents. The mixed stages in these compounds were also observed. In the case of the $Li_{30;wt%}$-SGIC, the compounds in the stage 1 structure were formed predominantly, but the structure of only pure stage 1, due to the structural defect of synthetic graphite, was not observed. The enthalpy and entropy changes of the compounds could be obtained from the differential scanning calorimetric analysis results. From the results, it was found that exothermic and endothermic reactions of Li-SGICs are related to thermal stability of lithium between artificial graphite layers.

리튬 이온전지의 양극으로 사용되는 Li-SGICs를 혼합가압법에 의하여 Li의 함유량에 따라 합성하였다. 이들 합성된 화합물을 X-선 회절법 및 DSC 열 분석법을 이용하여 특성화하였다. X-선 회절 분석결과에 의하며 리튬의 함유량이 증가함에 따라 낮은 stage가 관찰되었으나, 각각의 화합물들은 혼재된 stage를 가지고 있음이 나타났다. Li30wt%-SGIC의 경우 지배적으로 1stage의 구조가 나타났지만 순수한 1stage의 화합물은 얻을 수가 없었고, 이는 인조 흑연의 구조적 특성 때문으로 예상할 수 있다. DSC에 의한 열역학적 결과로부터 화합물에 대한 엔탈피의 변화량($\Delta$H)과 엔트로피의 변화량($\Delta$S)을 구하였다. 이들로부터 Li-SGIC의 발열반응과 흡열반응의 결과들은 인조 흑연사이에 존재하던 리튬이 열에 의하여 deintercalation이 일어날 때의 열적 안정성과 관련이 있음을 알 수 있었다. 또한 열적 변이가 일어나는 동안 Li30wt%-SGIC의 구조변화에 대하여 토론하였다.

Keywords

References

  1. J. Electrochem. Soc. v.143 M. W. Verbrugge;B. J. Koch
  2. J. Electrochem. Soc. v.143 E. Pele;C. Menachem;D. Bar-Tow;A. Melman
  3. J. Electrochem. Soc. v.139 D. Guyomard;J. M. Tarascon
  4. J. Electrochem. Soc. v.143 M. Jean;A. Tranchant;R. Messina
  5. J. Electrochem. Soc. v.143 M. W. Verbrugge;B. J. Koch
  6. J. Electrochem. Soc. v.143 M. Inaba;H. Yoshida;E. Ogumi
  7. Seventh International Meeting on Lithium Batteries X. K. Feng;Y. K. Chang;H. Y. Zhang
  8. J. Mater. Res. v.11 M. J. Matthews;M. S. Dresselhaus;M. Endo;Y. Sasobe;T. Takahashi;K. Takeuchi
  9. J. Electrochem. Soc. v.139 B. Scorosati
  10. 22nd. Biennial Conf. on Carbon G. E. Blongaen;E. C. Lewis
  11. Seventh International Meeting on Lithium Batteries I. Kuribayashi;M. Yokoyama;M. Yamashita
  12. The First Korea-Japan joint Seminar on Advanced Batteries Z. Ogumi;M. Inaba
  13. J. Chem. Phys. v.47 F. J. Salzano;S. Aronson
  14. Phys. Rev. v.B27 R. Nishitani;Y. Uno;H. Suematsu
  15. C. R. Acad. Sci. Paries N. Daumas;A. Herold
  16. Carbon v.18 K. K. Bardhan;D. D. L. Chung
  17. v.39a K. Youngshin;H. P. Boehm;Z. Naturforsch