Journal of the Korean Electrochemical Society (전기화학회지)

The Korean Electrochemical Society (한국전기화학회)
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Studies on decomposition of solvent for lithium-ion battery

리튬 이온 전지의 용매 분해 반응에 대한 연구

  • Chung Kwang-il (Department of Chemistry, Chonnam National University) ;
  • Choi Byeong-doo (Department of Chemistry, Chonnam National University) ;
  • Kim Shin-Kook (Department of Chemistry, Chonnam National University) ;
  • Kim Woo-Seong (Department of Chemistry, Chonnam National University) ;
  • Choi Yong-Kook (Department of Chemistry, Chonnam National University)
  • 정광일 (전남대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 최병두 (전남대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 김신국 (전남대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 김우성 (전남대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 최용국 (전남대학교 자연과학대학 화학과)
  • Published : 1998.12.01
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Abstract

The electrochemical behavior of film and charge-discharge capacity of Li-ion cell in 1 M $LiPF_6/EC:DME$ (1 : 1, by volume ratio) electrolyte solution was studied using chronopotentiometry, cyclic voltammetry, chronoamperometry, and impedance spectroscopy. The first irreversible capacity was higher than the second irrversible capacity because of solvent decomposition. Especially, passivation film that is electron insulating and ionic conducting were formed on the MPCF by solvent decomposition during the first charge. The solvated Li is co-intercalated with solvent into MPCF electrode. Part of the MPCF is expoliated during co-intercalation of solvent-Li. The MPCF ends up nonuniformly covered by a relatively thick layer of exfoliated particles embedded in a matrix of product by solvent decomposition.

1M LiPF_6/EC:DME(1:1) 전해질 용액에서 시간-전위차법, 순환 전압-전류법, 시간-전류법 , 그리고 임피던스법을 이용하여 리튬 이온 전지의 충방전 용량을 조사하였고 초기 충전과정에서 용매 분해로 형성된 필름의 영향을 알아보았다. 충 방전 결과에 따르면, 1 M $LiPF_6/EC:DME$를 이용한 반쪽전지의 초기 비가역 용량은 상당히 크게 나타났다 이러한 비가역 용량은 대부분 용매 분해에 의한 것으로 해석되었으며, 용매 분해로 인하여 MPCF전극 표면에 필름이 형성되었다. 초기 충전과정에서 형성된 필름은 방전과정에서 산화되지 않았으며 2번째 충전부터 용매 분해는 더 이상 관찰되지 않았다. 또한 초기 충전과정에서 EC:DME용매속의 Li이 MPCF층 속으로 삽입될 때 용매와 함께 삽입됨을 알 수 있었다. 이러한 삽입이 진행될 때 MPCF표면의 입자들이 박리되고, 박리된 입자들과 용매 분해 생성물들이 서로 섞여 필름을 형성하므로써 필름의 저항은 크게 나타났다.

Keywords