• 전기화학회지
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• 제22권3호
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• pp.87-103
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• 2019

현재 상용화되어 있는 리튬이온전지에 사용하고 있는 비수계 유기 전해액은 가연성, 부식성, 고휘발성, 열적 불안정성 등의 단점 때문에 더욱 안전하고 장수명을 보이는 고체 전해질로 대체하는 연구가 진행되고 있으며, 이것은 전기자동차 및 에너지저장 시스템과 같은 중대형 이차전지에도 효율적으로 활용될 수 있다. 다양한 형태의 고체 전해질 중에서 현재 고분자 매트릭스에 활성 무기 충진재가 포함되어 있는 복합 고체 전해질이 고이온전도도와 전극과의 탁월한 계면접촉을 이루는데 가장 유리한 것으로 알려졌다. 본 총설에서는 우선 고체 전해질의 종류와 연혁에 관해 간단히 소개하고, 고분자 및 무기 충진재 (불활성 및 활성)로 구성되는 고체 고분자 전해질 및 무기 고체 전해질의 기본적 물성 및 전기화학적 특성을 개괄한다. 또한 이 소재들의 형상을 기준으로 입자형 (0D), 섬유형 (1D), 평판형 (2D), 입체형 (3D)의 형식으로 구성된 복합고체 전해질과 이에 따른 전고체 전지의 전기화학적 특성을 논의한다. 특히 리튬금속 음전극을 사용하는 전고체 전지에 있어서 양전극-전해질 계면, 음전극-전해질 계면, 입자간 계면의 특성에 관해 소개하고, 마지막으로 현재까지 보고된 관련 총설들을 참조하여 복합 고체 전해질 기술의 현재 요구조건 및 미래 전망을 알아본다.

• 한국광물학회지
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• 제23권2호
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• pp.117-124
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• 2010

합성된 슈베르트마나이트를 대상으로 $AsO_4,\;SeO_3,\;CrO_4$ 세 종류의 산화음이온에 대한 흡착실험 및 흡착된 시료에 대하여 열분석을 실시하였다. 흡착 실험 결과 대체로 두 종류의 흡착 특성을 보이며 $AsO_4$와 $SeO_3$의 경우 약 1 mM의 농도까지 대부분의 용액 내 이온들이 100% 흡착된 것으로 나타났으나 그 이상의 농도에서는 흡착이 더 이상 뚜렷하게 증가되지 않는 것을 보여준다. 이는 기존의 $AsO_4$의 흡착 연구 결과에서처럼 $AsO_4$가 슈베르트마나이트 구조 내의 $SO_4$를 치환하기 때문으로 생각되며 $SeO_3$ 역시 $SO_4$를 1 : 1로 치환하기 때문으로 해석된다. 그러나 $CrO_4$의 경우 전 농도 구간에서 다른 산화음이온에 비하여 흡착이 훨씬 적게 일어났다. 열분석은 0.1 mM과 1.25 mM 농도에서 흡착된 시료에 대하여 각각 실시되었다. $AsO_4$로 흡착된 시료의 경우 $AsO_4$가 $SO_4$를 치환하고 있기 때문에 순수한 슈베르트마나이트에서 특징적으로 나타나는 약 $600^{\circ}C$에서의 질량 감소가 훨씬 적으며 약 $1,000^{\circ}C$ 이상에서 $AsO_4$의 분해에 의하여 추가적인 질량감소를 보인다. $SeO_3$로 흡착된 시료의 경우 $SO_4$에 비하여 약간 낮은 온도에서 질량감소가 일어나 좀 더 넓은 온도범위에서 질량감소를 보였다. 이 역시 $SeO_3$의 분해가 $SO_4$ 보다 약간 낮은 온도에서 일어나기 때문으로 사료된다. 그러나 $CrO_4$로 흡착된 시료는 $SO_4$에 의한 질량감소가 역시 적게 나타나나 $CrO_4$가 다른 산화음이온과 같이 고온에서 분해되지 않아 추가적인 질량감소를 보이지 않으며 이를 통하여 $CrO_4$ 역시 $SO_4$를 치환하고 있는 것으로 판단된다. 흡착실험 결과와 종합하여 볼 때 $CrO_4$ 역시 $SO_4$를 치환하며 흡착을 하나 다른 두 산화음이온에 비하여 $SO_4$와의 친화도, 광물 구조 내의 불안정성 등의 원인에 의하여 완전한 1 : 1 치환이 일어나지 않는 것으로 판단된다.