화실기 첫번째 실험

목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Experimental method
4. Result
5. Discussion
6. Conclusion
7. Reference

본문내용

Abstract
TiO2 아나타스와 Li2CO3를 이용하여 Li4Ti5O12 합성한 후, 그 물질을 이용하여 리튬이온배터리를 제작한다. 제작한 배터리의 XRD를 찍고 용량을 측정하여 배터리의 구성 물질에 대해 연구하고, 효율을 높이는 법을 알아내는 것이 본 실험의 목표이다.

Introduction
Solid state synthesis
합성은 액체나 기체의 상태에서 보통 일어나지만, 고체에서 일어나는 경우도 종종 있는데, 이런 상황에 쓰이는 것이 solid state synthesis이다. Solid state synthesis의 특징은 높은 온도나 압력 하에 이루어지며, 용매열합성 방법이 주로 쓰인다. 이는 bulk crystals를 만들거나, refractory ceramics, 고용체, 유리 등의 합성에 유리하다.

XRD
XRD는 X-ray diffraction의 준말로, X-ray 회절분석법이라고도 명한다. 이 방법을 통해 물질의 종류와 양을 알 수 있다는 의의가 있다. 미지시료와 기존 샘플의 데이터를 비교하여 두 데이터가 일치하면 미지시료에는 기존 샘플의 물질이 함유되어 있다고 볼 수 있다. 사용 예시는 온도를 다양하게 하면서 시료에 대한 정보를 알아보는 방법 등이 있다.

Principles of battery
배터리는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 기구이다. 두 개 이상의 전지를 연결시켜 전류가 같은 방향으로 흐르게 하면 배터리가 구성된다. Anode로 작용하는 물질과 cathode로 작용하는 물질의 상호작용을 통해 ion (ex. Li+ ion)이 cathode에서 anode로 움직이며 배터리가 충전이 된다. 반대로 움직이는 경우는 방전이 되는 경우다. 충전을 통해 전기를 저장하고, 방전을 통해 저장해놓은 전기를 방출한다.

LTO(lithium titanate spinel)란?
LTO는 TiO2와 Li2CO3를 850~950℃에서 합성하여 만든 화학물질 (Li4Ti5O12)이다. 기존 배터리의anode로 carbon이 많이 쓰였는데, 이를 대체하기 위해 발명되었다.

참고 자료

https://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/Aldrich/Brochure/al_chemfile_v5_n13.pdf
https://www.kistec.or.kr/kistec/LIB/download2.asp?name=x-ray.pdf
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=798523&cid=43121&categoryId=43121
Steven S. Zumdahl, Chemistry, 9th edition, Cengage learning
Jung H. G., J. Phys. Chem C, 2011, 115 (11), 4945 (10.1021/jp111353e)
http://battery.berkeley.edu/Unprotected/26Jan10_echemI.pdf
http://www.batteryuniversity.com/
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/cc/c4cc02886d#!divAbstract
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