초록
Al이 0.01에서 0.05 몰 도핑된 오산화바나듐을 졸-겔법을 이용하여 제조하였고, Al이 도핑된 오산화바나듐의 화학적성질과 전기화학적 특성을 조사하기 위하여 $Li/Al_xV_2O_5$ 전지를 만들었다. $Al_xV_2O_5$ xerogel의 표면형상은 비등방성의 주름진 판상을 이루며 층간거리는 약 $11.5{\AA}$이었다. IR 스펙트럼에 의하면 도핑된 Al이 $V_2O_5$의 vanadyl기에 결합하고 있는 것으로 나타났다. $Al_xV_2O_5$ xerogel은 가역성과 에너지밀도가 $V_2O_5$보다 향상되었다. 또한 10 mA/g의 방전율로 얻은 $Al_{0.05}V_2O_5$ xerogel의 비용량은 200 mAh/g 이상이었으며, 1.9 V에서 3.9 V 전위영역에서 31회의 연속 충방전 실험을 한 결과 약 90%의 사이클효율을 나타내었다.
Vanadium pentoxide xerogels with a doping ratio of $Al/V_2O_5$ ranging from 0.01 to 0.05 were synthesized by doping Al into $V_2O_5$ xerogel via the sol-gel process. By using the synthesized $Al_xV_2O_5$, the $Li/Al_xV_2O_5$ cells were assembled to investigate the chemical and electrochemical properties. Surface morphology of the $Al_xV_2O_5$ xerogel showed an anisotropic corrugated sheet-like matrix, and the interlayer distance was about $11.5{\AA}$. The IR spectra of the $Al_xV_2O_5$ revealed that the doped Al was coordinated to the vanadyl group in $V_2O_5$. The $Al_xV_2O_5$ xerogels showed enhanced reversibility and energy density compared with the $V_2O_5$ xerogel. The specific capacity of the $Al_{0.05}V_2O_5$ xerogel was more than 200 mAh/g at 10 mA/g discharge rate, and cycle efficiency was about 90% after the 31st cycling test between 1.9 V and 3.9 V.