Intercalant 함량 변화에 따라 합성된 Li-AGICs의 화학적 분석에 관한 연구

A Study on the chemical analysis of synthesized Li-AGICs with changes of intercalant contents

2차 전지의 양극(anode)으로 사용되는 Li-AGICs를 혼합가압법에 의하여 Li의 함유량에 따라 합성하였다. 이들 합성된 화합물을 X-선회절법, UV/VIS 분광학적 분석법 및 DSC 열분석법을 이용하여 특성화하였다. X-선회절분석 결과에 의하면 리튬의 함유량이 증가함에 따라 낮은 stage가 관찰되었으나, 각각의 화합물들은 혼재된 stage를 가지고 있음이 나타났다. $Li_{30wt%}$-AGIC의 경우 지배적으로 1 stage의 구조가 나타났지만 순수한 1 stage의 화합물은 얻을 수가 없었는데, 이것은 인조 흑연의 구조적 특성 때문에 예상할 수 있다. UV/VIS 분광학적 특성에 의하면 Li-AGIC의 흡수 spectra가 활성적으로 나타나지는 않았지만, $Li_{30wt%}$-AGIC의 경우 뚜렷한 $R(%)_{min}$의 형성과 함께 특징적인 흡수영역을 나타내고 있다. DSC에 의한 열역학적 결과로부터 화합물에 대하여 엔탈피의 변화량(${\Delta}H$)과 엔트로피의 변화량(${\Delta}S$)을 구하였다. 이들로부터 Li-AGIC의 발열반응과 흡열반응의 결과들은 인조 흑연 사이에 존재하던 리튬이 열에 의해 deintercalation이 일어날 때의 열적 안정성과 관련이 있음을 알 수 있다. 또한 열적 변이가 일어나는 동안 $Li_{30wt%}$-AGIC의 구조 변화에 대하여 토론하였다.

Li-AGICs as a anode of secondary battery were synthesized by high-pressure method as a function of the Li-contents. The characteristics of these prepared compounds were determined from the studies with X-ray diffraction method, UV/VIS spectrophotometric and differential scanning calorimeter(DSC) analysis. From the results of X-ray diffraction, it was found that the lower stage intercalation compounds were formed with increase of Li-contents. The mixed stages in these compounds were also observed. In the case of the $Li_{30wt%}$-AGIC, the compounds in the stage 1 structure were formed predominantly, but the structure of only pure stage 1 for structural defect of artificial graphite is not observed. According to UV/VIS spectrophotometric analysis, $Li_{30wt%}$-AGIC shows distinguishable energy state spectrum with the position of $R(%)_{min}$ values, but the characteristic spectra of almost all Li-AGICs are not observed. The enthalpy and entropy changes of the compounds can be obtained from the differential scanning calorimetric analysis results. From the results, it was found that exothermic and endothermic reactions of Li-AGICs are related to thermal stability of lithium between artificial graphite layers.