리튬 2차전지 anode용 탄소재료 구조의 방전용량에 대한 영향

지방족 탄화수소를 방향족계 탄화 수소로 개질 시키는 석유화학 공정에서 얻어지는 탄소수 10개 이상의 방향족 화합물(원유의 0.1%, C10+)을 촉매 염화알미늄(AlCl3)과 공촉매 nitrobenzene을 이용하여 축중합시켜 바람직한 특성을 갖는 석유계 핏치를 제조하였다. 제조된 핏치는 선택된 공촉매의 두 농도(20, 30wt.%)에 따라서 다른 화학적 구조 및 열안정성을 나타내었다. 즉 높은 공촉매 농도에서 축중합이 더 진행되어 탄화수율이 높은 것으로 밝혀졌다. 축중합이 더 진행되었던 공촉매30wt.% 핏치는 500C 탄화 및 2400C 흑연화 시 공촉매 20wt.% 사용한 것에 비해서 배향성이 낮은 것이 X-ray 및 라만 분석을 통해서 밝혀졌다. 이 두 가지 특성을 갖는 탄소를 1000C에서 열처리하여 잔극을 제조한 후 충방전 실험을 행하였고, 공촉매 20wt.%의 핏치로 부터 제조된 탄소를 218mAh/g 충방전 효율이 100%, 30wt.% 공촉매로 제조된 핏치로 부터 얻은 탄소는 235mAh/g, 98%의 충방전 효율을 나타내었다.

The hydrocarbons containing more than 10 carbons(0.1% of total volume, C10+), residue of aromatization from aliphatic hydrocarbons, were condensated in the presence of catalyst aluminumchloride and cocatalyst nitrobenzene(NB) to be pitchs with desirable properties. The properties of pitch were affected by the concentration of cocatalyst chosen 20 and 30wt.%. The pitch with 30wt.% NB showed higher carbon yield and lower crystallinity than that with 20wt.% NB. The two pitches were heat treated at 1000C and measured of charge/discharge capacity of the carbon as an anode. The carbon prepared at 20wt.% NB exhibited excellent cyclic stability with a capacity of 218mAh/.g and that at 30wt.% exhibited rather low cyclic stability with higher capacity of 235mAh/g.