A Dilatometric Study of Natural Graphite Anode for Li Ion Battery

리튬 이온 배터리의 높은 에너지, 파워 밀도로 인해 사용 범위가 확대되고 있으며, 이에 따라 성능과 수명 향상을 위해 열화 메커니즘에 대한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 in-situ dilation을 통해 흑연 음극의 부피 팽창 거동을 스테이지에 따라 구간별로 나누어, 각 구간(I, II, III)에서 반복적으로 측정하였다. 연구 결과, 구간 II, III에서는 가역적인 부피 변화 거동을 보인 반면에, 구간 I에서 부피 변화가 증가하고, 세 번째 사이클에서 방전 후 비가역적 팽창이 발생하였다. 이를 통해서 구간 I에서의 큰 부피 변화가 입자의 균열과 비가역적 SEI층의 형성을 유발하여 용량 열화의 주요 원인임을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서 규명한 스테이지 1 - 2 에서의 비가역적 팽창 특성에 대한 이해는 향후 전지 설계 및 차세대 음극재인 실리콘-흑연 복합 소재 개발의 참고 자료가 될 것으로 기대된다.