목질계 셀룰로오스 나노섬유 유래 이차전지 분리막 = Lithium Ion Battery Separators Based on Cellulose Nanofibers from Wood
저자
김혜연 ( Hyeyun Kim ) ; 조재민 ( Jaemin Jo ) ; 한은혜 ( Eunhye Han ) ; 구본욱 ( Bonwook Koo ) 연구자관계분석
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학술지명
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발행연도
2020
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-자료형태
학술저널
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83-83(1쪽)
제공처
리튬 이온 전지에는 바인더와 분리막 등의 용도로 쓰이는 다양한 기능성 고분자 소재들이 포함되어 있다. 자연에서 자가조립된 목질계 셀룰로오스 섬유는 top-down 방식을 통하여 공정 과정을 조절함으로써 다양한 형태의 크기의 나노 소재로 분리·생산될수 있다. 이렇게 생산된 나노 소재들은 bottom-up 방식으로 리튬 이온 전지 내 기능성 고분자의 대체 물질들로 활용될 수 있으며, 이를 통해 전지는 유사하거나 혹은 더욱 개선된 성능을 보일 수 있다.
본 연구는 목질계 유래 TEMPO 촉매 처리된 셀룰로오스 나노섬유의 생산 공정 및 물리·화학적 특성에 따른 배터리 내에서의 전기화학적 성능과의 관계를 조사하였다. 특히 셀룰로오스 나노섬유의 투입으로 인한 전기화학적 성능 열화의 원인 구명을 위하여 전기화학적 특성 시험 연구 및 X-선광전자분광법, 질량 분석법 등이 사용되었다. 셀룰로오스 표면의 음전하(카복실기)의 도입은 나노섬유화 및 다공성 분리막 생산에 유리한 전략이며, 전하 밀도 조절을 통해 분리막의 특성을 조절할 수 있음이 확인되었다. TEMPO 촉매 처리된 셀룰로오스 나노섬유가 산업적 요구를 충족시킬 수 있는 고성능(고용량/고출력)리튬이차전지에 적용가능한 분리막 소재임이 확인되었고, 그 전기화학적 성능을 개선할 수 있는 다양한 전략이 제시되었다.
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