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2차전지용 음극소재 기술 및 시장 전망(2009~2014)
  • 발간일 : 2010-11-24
  • 발간주기 : 비정기
  • 페이지 : 147 페이지
  • 가격 : 3,450,000원
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2.2 소프트카본계 음극 소재
2.2.1 흑연
2.2.1.1 구조적 특성
흑연계 탄소재는 sp2 혼성궤도의 탄소원자로 구성된 육각 망목면들이 흑연층 평면(graphene layer)을 형성하고 이들 흑연층 평면들이 적층된 층상구조를 이루고, 이들 흑연층 평면 사이는 결합력이 약한 반 데르 발스(Van der waals)힘에 의해 결합되어 있다.
흑연계 탄소재는 기본적으로 흑연층 평면이 c축 방향으로 ABAB...... 방식으로 적층되는 육방격자 흑연(Hexagonal graphite)을 의미 하나 부분적으로 적층 순서가 변형 되어 ABCABC....방식으로 적층 되는 능면체형 흑연 (Rhombohedral graphite) 구조를 포함 할 수 있다. 그림 2.2은 육방격자 흑연(Hexagonal graphite)과 능면체형 흑연의 결정격자구조를 보여준다.
    
그림 2.2. (a) Rhombohedral unit cell of graphite. [7] (b) hexagonal unit cell structure of graphite. [8]

(Source : ] Handbook of Carbon, Graphite, Diamond and Fullerences, Noyes Publications, Park Ridge, NJ, 1993, The Physical Properties of Graphite, Elsevier, 1968)

흑연 결정 (graphite crystal) 은 C축 방향으로 수직한 면인 기저면 (basal plane)과 c축 방향으로 평행한 모서리면(edge plane)으로 구성되는 결정학적 구조를 갖는다. 이러한 구조로 인해 흑연계 탄소재는 이방적인 물리적 특성을 나타낸다.
또한 흑연계 탄소의 이러한 구조적 이방적 특성은 리튬 이온전지의 음극 으로서의 전기화학적 반응에도 영향을 미친다. 기저면은 전기화학적 반응에 대해 비교적 비활성(inactive) 이나 모서리 면은 매우 강한 활성(active)을 나타낸다. 따라서 흑연계 탄소재의 경우 기저면과 모서리면의 상대적인 비율이 전기화학적 특성에 영향을 미치며 흑연계 탄소재의 모서리면의 강한 반응성으로 인해 대기중에서 산소를 포함한 여러 표면기(surface group)가 흡착되기 쉽다.


(중략)


MCMB
메소페이스 피치는 등방성 용융 피치가 열분해하는 동안 중간상으로 형성하거나, 선별적 추출로 제조된 피치로부터 석출하여 형성한다. 그림2.14 일반적으로 피치의 열분해로부터 석출된 구형의 메조페이스를 ‘Brooks

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