부산대학교 도서관

리튬 이온 전지용 Co3O4 나노섬유 음극활물질은 Co3O4 전구체를 함유한 고분자 용액을 전기방사한 후 500, 600, 700℃에서 소성을 통하여 제조되었다. Co3O4 나노 섬유의 표면구조는 SEM을 이용하여 관찰하였으며, 입자크기 및 결정확인은 XRD를 이용하여 분석하였고, 시료의 구성성분은 EDX를 이용하여 분석하였으며, 전기화학적 특성은 충？방전 실험을 통하여 분석하였다. Co-500, 600, 700의 평균직경은 각각 220 nm, 190 nm, 170 nm 였다. XRD pattern 분석에서 cubic 구조의 Co3O4 powder의 결정상과 일치함과 Co-500, 600, 700의 입자크기가 각각 약 27, 31, 37 nm 임을 확인하였다. 충？방전 실험 결과 Co-700의 방전용량이 좋은 전기화학적 안정성을 나타내면서 가장 높았다. 명확하게, 전기화학적 성능은 첫 사이클 (904 mAh/g) 로부터 14 사이클 (644 mAh/g)까지 점차적으로 감소하고, 반면에 15 사이클 이후로는 전자이동을 증진시키는 1-D 구조, 전기화학적 sites를 증가시키는 높은 표면적, 그리고 섬유들 사이 macro pore에 의한 buffering effect에 의한 부피팽창 억제 때문에 일정하게 유지하였다. 리튬 이온 전지용 Co3O4/carbon microspheres는 수열합성으로 제조한 Co3O4 nanorods를 기반으로 수열합성법으로 탄소의 비율을 다르게 하면서 탄소를 코팅하여 제조하였다. Co3O4/carbon microspheres의 표면구조는 SEM을 이용하여 관찰하였으며, 입자크기 및 결정확인은 XRD를 이용하여 분석하였고, 탄소의 질량비율은 TGA를 이용하여 분석하였으며, 전기화학적 특성은 충？방전 실험을 통하여 분석하였다. Co3O4 nanorods가 cubic 구조의 Co3O4 powder의 결정상과 일치하였고Co3O4/C-1, Co3O4/C-2, Co3O4/C-3 로 명명한 Co3O4 와 탄소의 비는 각각 1 : 0.081, 1 : 0.613, 1 : 2.326 이었다. Co3O4/C-1, Co3O4/C-2, Co3O4/C-3 의 평균 직경은 각각 1μm, 3μm, 3μm 였고 이러한 결과는 Co3O4 위에 코팅된 탄소 두께의 영향 때문에 전기화학적 성능과 깊게 연관되어있다. 탄소함유량이 적은 Co3O4/C-1 의 전기화학적 성능은 첫 사이클 (837 mAh/g) 로부터 25 사이클 (628 mAh/g) 까지 점진적으로 감소하고 26 사이클 이후로 일정하게 유지 하는 것을 보여주면서 세 시료 중에서 가장 좋았다. 결과적으로 탄소 최적의 코팅은 buffering effect에 의한 적절한 부피 변화 억제, 합성물 크기의 감소에 의한 높은 표면적, 그리고 더욱더 많은 Co3O4 의 존재에 의한 전기화학적 site 향상을 제공하면서 강화된 전기화학적 성능을 보여주었다.