In the expeditiously changing state of affairs in the world, advances in scientific technology are continually being established to survive in intense competition. As technology advances, energy consumption increases, so the demand for high energy storage devices is increasing day by day. In keeping with this trend, the development of anode materials for next-generation lithium-ion batteries has been underway for the past 30 years, but still fails to address fundamental problems reduced capacity due to high volume expansion and formation of unstable solid electrolyte interface (SEI) layer. In this thesis, I propose a battery configuration suitable for a high capacity battery using silicon and lithium, which are next-generation anode materials, and understand the interficial phenomena occurring on the electrode surface during charging and discharging through various material and electrochemical analysis and try to find the possibility of commercialization.
급변하는 세계 정세 속에서 나날이 치열한 경쟁에서 살아 남고자 과학적 기술의 진보가 지속적으로 이루어지고 있다. 기술이 발전함에 따라 에너지 소비 및 고용량 에너지를 저장하는 장치의 요구가 증가하고 있다. 이러한 변화의 흐름에 맞추어, 차세대 리튬이온전지의 음극 소재의 개발은 지난 30년동안 진행 되고 있으나 높은 부피 팽창 및 불안정한 SEI 막 형성에 의한 용량 감소로 인한 근본적인 문제를 여전히 해결 하지 못하고 있다. 본 학위논문에서는 차세대 음극 소재인 실리콘과 리튬을 사용하여 고용량 배터리에 적합한 전지 구성을 제안하고 충방전 동안에 발생하는 전극 표면에서 발생하는 계면현상을 다양한 재료적, 전기화학적 분석을 통해 이해하여 상업화 가능성을 모색 해보고자 한다.
