Many IT based application such as smartphones or hybrid cars are used. One of the importance things consisting of IT based application is rechargeable battery. Demand and market of rechargeable battery are increased due to larger IT market. Especially, many researchers interested in lithium ion battery. Lithium ion battery has high energy density owing to small ion size.
However, lithium ion batteries have serious problem in battery safety issue. It is susceptible to temperature or chemical reactions, causing uncontrollable and explosive accidents. Smartphone battery are exploded at high temperature. In addition, due to the limited amount of resources, lithium is expected to be lacking in the future. As a result, various studies have been study on other ion battery. Studies based on magnesium ion batteries are conducted. Magnesium is stable compared to lithium or sodium. It has high energy density because magnesium ion is multivalent ion. For example, there are various studies related to tin-based materials.
In this thesis, it has studied on the electrochemical performance of $SnSe_2$-graphene composites based on magnesium ion battery. First, we synthesized $SnSe_2$ nanosheets using solvothermal process. Second, we synthesized $SnSe_2$-graphene composites. Compare the electrochemical performance of $SnSe_2$-graphene composites and $SnSe_2$ nanosheets to find the function of graphene composites.
스마트폰이나 전기자동차 등 우리 일상생활에 수 많은 부분에서 IT기반의 제품들이 사용되고 있다. 이러한 IT기반에 제품에서 중요한 요소 중에 하나가 이차전지이다. IT기반의 제품들의 사용의 증가에 의해 이차전지 수요와 시장이 증가를 하고 있는 추세이다. 특히 리튬을 기반으로 하는 이차전지 연구에 대한 많은 관심이 집중되고 있다. 리튬이온전지의 경우, 이온의 크기가 작기 때문에, 높은 용량을 가지고 있다.
하지만, 최근 베터리 안정성과 관련해서 문제를 보이고 있다. 리튬이온의 경우, 온도나 화학반응에 민감하여 제어하지 못하고 폭발하는 사고들이 일어나고 있다. 또한, 자원량이 한정적이기 때문에 향후 미래에 리튬이 부족할 것으로 예측하고 있다. 이에 따라 다른 이온전지에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 특히 마그네슘이온전지를 기반으로 하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이는 나트륨이나 리튬에 비하여 안정성을 보이고 있으며, 마그네슘이온은 다원자가이온으로서, 단원자이온에 비하여 더 높은 에너지 밀도를 가질 수 있다. 예로 주석기반 물질과 관련된 다양한 연구가 이뤄지고 있다.
본 학위논문에서는 셀레늄화 주석-그래핀 복합체을 전극에 사용하여, 마그네슘이온전지의 전기화학적 특성에 관한 연구를 진행하였습니다. 첫번째로 용매합성을 이용하여, 셀레늄산화물, 염화주석 그리고 PVP에서 셀레늄화 주석 나노판상구조로 합성을 하였습니다. 두번째로, 만들어진 셀레늄화 주석과 그래핀산화물을 이용하여 셀레늄화 주석-그래핀 복합체로 합성하였습니다. 마지막으로, 만들어진 두 물질을 각각 양극으로 한 반전지를 제작하여, 마그네슘 이온전지에서의 전기화학적 특성과, 그래핀이 이차전지의 성능에 어떤 영향을 주었는지에 관하여 연구하고자 한다.
