가톨릭대학교 캡스톤디자인

경진대회

우수성과

장려상 Porous Si-C Composite for Anode Material of Li ion Battery

팀명
슈퍼배터리
팀원
김지혜, 최인호, 박성민, 문영은, 장지원

(1)   Porous Si-C 제작

①   SiO2 sol(5nm-100nm 크기인 콜로이드 용액) 제작.

②   Stöber 방법으로 제작(SiO2 sol).

③   SiO2 sol xml + deionized water 50mL

④.75mmol urea + 30ml deionized water + 20ml SiO2 sol + HCl(36%) 를 넣어서 pH 2로 맞춤.

⑤초 동안 교반하면서 2ml formaldehyde(37%) 첨가.

⑥   위 용액을 3시간 동안 실온에 둠.

⑦   위 용액을 원심분리로 침전물을 분리한 후 water과 ethanol로 각각 3회 세척함.

⑧   백색 SiO2-UF 전구체 분말을 80도에서 밤새 건조함.

⑨   SiO2-UF 를 마그네슘 분말(2N) 과 혼합함.

⑩% H2를 포함하는 Ar대기에서 10시간 동안 650°C로 가열된 tube furnace로 옮김.

⑪   생성된 흑색 분말을 2M HCl 용액에서 3시간 동안 담가서 redundant magnesium 과  by-product magnesia를 제거함.

⑫   원심분리 후 deionized water 와 ethanol을 사용하여 세척하여 Porous Si-C 획득.


(3) 기대효과 및 활용 방안


기존의 배터리보다 효율이 높아짐과 부피 팽창의 문제점을 해결함으로써 배터리 사용 시간을 높이는 효과를 기대할 수 있다. 즉, 똑같은 충전 시간 대비 긴 시간 사용할 수 있게 됩니다. 그러면 부피 팽창 문제를 완화하여 다양한 모양과 크기의 배터리를 만들 수 있어 다양한 반도체나 자동차 등에 접목 시킬 수 있게 됩니다. 또한 웨어러블 기기. 형체를 바꿀 수 있는 기계, 바이오 생체 기기와 같은 작고 미세한 분야까지 활용할 수 있다.