The Analysis of Energy Character and Synthesis of Lithium-Carbon Intercalation Compounds

리튬-탄소층간화합물의 합성과 에너지 특성의 분석

Lithium-Carbon Intercalation Compounds(Li-CICs) have been synthesized from various carbon ma-terials by use of the modified stainless steel two-bulbs methods. These compounds had various colours by structural character of starting materials. The synthesized Li-CICs were identified to stage formation process by X-ray diffraction data. At these results, well-oriented natural graphite and graphite fiber are formed lower stages(Stage 1, Stage 2), but poor-oriented carbon fiber and petroleum cokes are also formed higher stages(Stage 3, Stage 4, Stage 5). And when we compared with measured d value and calculated d value, these values agreed with each other. But poor-oriented carbon materials are some difference from them. The stage stability and energy stage of Li-CICs were obtained by UV/VIS Spectrophotometric data. X-ray diffraction and UV/VIS Spectrophotometric data suggested that well-oriented carbon materials has distingushible curve between energy and reflectance. In these results, we know that many charge carriers between carbon layers are related to concentration of intercalants. And then, this paper also provides information on high efficiency energy storing materials at intercalation process of Li-CICs.

여러 가지 탄소물질을 사용하여 변형된 스테인레스 금속재 Two-bulbs를 사용하여 Li-CIC를 합성하였다. 합성한 결과 출발물질의 구조적 특성에 따라 여러 가지 색깔의 층간화합물이 각각 형성되었다. 합성된 Li-CIC들은 X-선 회절법을 이용하여 출발물질의 결정화도에 따라 stage 형성과정을 확인하였다. 이들 결과에서 출발물질의 결정화도가 좋은 천연흑연과 흑연섬유는 낮은 stage(1 stage, 2 stage)가 형성되었고, 결정화도가 나쁜 탄소섬유와 석유계 코크스는 높은 stage(3 stage, 4 stage, 5 stage)가 얻어졌다. 또한 (hkl)회절선의 이값을 계산된 값과 비교하였을 때 이들 값들은 거의 일치하였다. 그러나 결정화도가 나쁜 경우 다소의 차이가 있음을 보이고 있다. 이들 Li-CIC에 대하여 UV/VIS 분광기를 사용하여 stage 안정성과 에너지 상태를 알수 있었다. X-선 회절법에 의한 결과와 UV/VIS 분광학적 데이터는 결정화도가 좋은 탄소물질은 에너지와 반사율의 관계곡선이 뚜렷하게 나타났음을 제시하였다. 이들 결과는 타소층과 층사이에 전하운반자와 관계가 있으며, 이들 성질이 삽입물질의 농도와 관계있음을 알수 있었다. 뿐만 아니라 본 연구는 Li-CIC의 삽입과정에서 고성능 에너지 저장제에 대한 정보를 역시 제공하여 준다.