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슬러리・계면저항의 퍼컬레이션(percolation)현상을 간편히 정량 평가

  슬러리・계면저항의 퍼컬레이션(percolation)현상을 간편히 정량 평가 [143.5 KB]

요약


 

자세한 내용은 첨부 PDF 파일을 참고하십시오.

 


 

 

각종 재료의 R&D에서 고체 매트릭스의 퍼컬레이션 현상의 분석 결과가 활용되고 있습니다. 리튬이온전지의 R&D에서도 전극시트의 합재층 저항과 계면저항, 나아가 상류인 슬러리의 저항에 대해 이 퍼컬레이션 현상을 평가함으로써 전지 재료의 최적화, 나아가 공수삭감을 도모할 수 있습니다.

HIOKI의 슬러리 해석 시스템과 RM2610 전극저항 측정 시스템은 슬러리의 저항과 전극 시트의 퍼컬레이션 현상을 간편하게 단시간에 평가할 수 있습니다.

 

 

◤ 기존에는 측정하지 못했던 슬러리의 저항을 정량 평가해 전지 재료의 최적화를 도모 

지금까지는 계면저항과 슬러리의 저항을 측정할 수 없었습니다. 따라서 셀의 성능으로부터 역산하여 최적화해야 했기 때문에 매우  공수가 걸렸습니다.

HIOKI 슬러리 해석 시스템과 RM2610 전극저항 측정 시스템을 이용하면 기존에는 할 수 없었던 슬러리의 저항, 전극시트의 합재층 저항·계면 저항을 정량 분석해  전지 재료의 최적화를 위한 평가를 효율적으로 실시할 수 있습니다.

 

 

◤ 슬러리의 DCR・Rratio, 전극시트의 합재층저항・계면저항의 실측 데이터 

3원계 양극재(NCM), 아세틸렌블랙(AB), 폴리비닐리덴플로우라이드(PVDF)로 이루어진 양극을 만들어, AB의 농도를 바꾼 샘플에 대해 각종 측정을 실시했습니다.

슬러리의 직류저항(DCR)에서 퍼컬레이션 현상이 확인됨과 동시에, Rratio(도전조제의 저항비율)도 상승하고 있기 때문에 양호한 도전패스가 생겼다고 판단됩니다.  (슬러리 해석 시스템의 지표에 대한 상세 설명은 여기를 클릭) 

또한 슬러리의 퍼컬레이션 임계값(고형분 중의 도전조제 비율 2%) 주변에서 전극 시트의 합재층 저항 및 계면저항이 최적화되는 것을 알 수 있습니다. 특히 계면저항은 도전조제 비율을 올려도 저항이 거의 변화하지 않기 때문에 단순히 도전조제의 농도를 높이면 되는 것은 아님이 밝혀졌습니다. 이로부터, 첨가해야 할 AB의 하한값을 상류 공정에서 정량적으로 추정할 수 있음이 시사되었습니다.