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한국전기화학회 한국전기화학회

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Vol.16, No.3, August 2013

The Study on Prediction of Oxidative Decomposition Potential by Comparison between Simulation and Electrochemical Methods to Develop the Binder for High-voltage Lithium-ion Batteries고전압용 리튬이차전지 바인더 개발을 위한 시뮬레이션 및 전기화학 평가 비교를 통한 산화분해전압 예측 연구
JKES Vol.16, No.3, pp.177-183, August 2013
DOI : 10.5229/JKES.2013.16.3.177
Jee Min Yu*, Alexey Kashaev, and Maeng-Eun Lee유지민*·알렉세이 카사에프·이맹은
R&D center, Samsung SDI Co., Ltd.(주)삼성 SDI 중앙 연구소
고전압에서도 사용 가능한 바인더 개발에 대한 요구가 증대됨에 따라 이에 적합한 내산화성이 우수 한 바인더를 양자화학적 모델링에 기반하여 제안하고자 하였다. 각 고분자 poly(acryl amide)(PAM), poly(methyl acrylate)(PMA), poly(vinylidene fluoride)(PVDF), poly(hexafluropropylene)(PHFP)에 대하여 반경험적 방법(Semi-empirical method) 및 밀도범함수 이론(Density Functional Theory, DFT) 방법을 이용하여 단량체부터 사량체까지의 고분자 바인더에 대한 최고 점유 분자 궤도함수 (Highest occupied molecular orbital, HOMO) 에너지와 이온화 에너지(Ionization Potential, IP) 값 을 구하여 실험 값과 비교하였다. 밀도범함수 방법으로 해석한 결과, PHFP, PVDF, PMA, PAM 순 으로 고분자의 내산화성이 좋은 것으로 시뮬레이션을 통해 예측되었고, 이러한 결과는 선형 훑음 전 압-전류법(Linear Sweep Voltametry, LSV)으로부터 얻은 실험값과 일치하였다. 또한 이 결과는 HOMO 오비탈의 구조를 분석하여 내산화성이 좋은 원인을 규명하였다.
Keyword : Lithium ion secondary battery, Binder, HOMO, Ionization potential, Simulation

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