일차원 SnO2-V2O5 복합 나노섬유 음극재를 활용한 리튬-이온 배터리 성능 향상

Abstract

본 연구에서는 전기방사법(electrospinning)을 활용하여 1차원 SnO2-V2O5 복합 나노섬유 제조에 성공하 였으며, 리튬-이온 배터리의 수명 특성 및 충방전 효율을 개선하기 위한 음극활물질로 활용하였다. 전기방사 법을 활용하여 1차원의 나노섬유 형성 후, 최적화된 열처리 공법을 통하여 부반응 없이 SnO2-V2O5 복합체를 형성할 수 있었다. Pristine SnO2 나노섬유와 비교 시, SnO2-V2O5 복합 나노섬유는 50 cycle 이상 1400 mAh g-1 이상의 용량을 구현하였다. 기존 우수한 에너지밀도를 나타내는 SnO2와 우수한 출력밀도를 나태내는 V2O5의 2가지 산화물을 복합화하여, 두 물질의 시너지를 얻고 리튬-이온과 가역적 전기화학반응이 가능함을 확인하였다

In this research, we achieved the successful fabrication of one-dimensional nanofibers made of a composite material composed of SnO2 and V2O5. These nanofibers were created using electrospinning and were utilized as the negative electrode material in order to enhance the performance and efficiency of lithium-ion batteries. By employing an optimized heat treatment method, we were able to form the SnO2-V2O5 composite without encountering any undesired side reactions. Comparative analysis with pristine SnO2 nanofibers revealed that the SnO2-V2O5 composite nanofibers demonstrated a capacity exceeding 1400 mAh g-1 over a span of 50 cycles. Through the combination of SnO2, known for its exceptional energy density, and V2O5, renowned for its impressive power density, we were able to achieve a synergistic effect between the two materials. Additionally, we validated the feasibility of a reversible electrochemical reaction involving lithium ions.