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Vol.19, No.3, August 2016

Poly(phenanthrenequinone)-Poly(acrylic acid) Composite as a Conductive Polymer Binder for Submicrometer-Sized Silicon Negative Electrodes서브마이크로미터 크기의 실리콘 음극용 폴리페난트렌퀴논- 폴리아크릴산 전도성 고분자 복합 바인더
JKES Vol.19, No.3, pp.87-94, August 2016
DOI : 10.5229/JKES.2016.19.3.87
Sang-Mo Kim1, Byeongil Lee1, Jae Gil Lee1, Jeong Beom Lee1, Ji Heon Ryu2, Hyung-Tae Kim1, Young Gyu Kim1, and Seung M. Oh1*김상모1·이병일1·이재길1·이정범1·류지헌2·김형태1·김영규1·오승모1
1Department of Chemical and Biological Engineering, Seoul National University, 1 Gwanak-ro, Gwanak-gu, Seoul 151-742, Korea 2Graduate School of Knowledge-based Technology and Energy, Korea Polytechnic University, Sangidaehak-ro, Siheung, Gyeonggi 429-793, Korea1서울대학교 화학생물공학부 2한국산업기술대학교 지식기술기반 에너지대학원
나노 크기에 비해 부피 변화가 상대적으로 더 큰 서브마이크로미터 크기의 실리콘 음극의 성능 향상을 위해 도전재 역할을 하는 3,6-poly(phenanthrenequinonone) (PPQ) 전도성 고분자 바인 더와 카복시기를 가져 결착력이 좋은 poly(acrylic acid) (PAA)를 블렌딩 한 복합 바인더를 도 입하였다. PAA를 PPQ와 블렌딩하여 전극을 제조했을 때 결착력이 월등히 증가하였고 충방전 실험 결과 PPQ 바인더를 단독으로 사용한 전극보다 안정된 수명 특성을 나타냈다. PPQ와 PAA의 함량 비율을 2:1, 1:1, 1:2(무게비)로 하여 각 전극의 수명 특성을 비교했을 때, PPQ의 함량이 가장 큰 전극(2:1, QA21)이 50번째 사이클에서 가장 좋은 용량 유지율을 보였다. 이는 PPQ가 입자 간 또는 입자와 집전체 사이에서 도전재로서 존재하여 전자가 이동할 수 있는 통로 를 제공해 주고 PAA가 적절한 결착력을 제공해주어 전극의 내부 저항이 가장 작았기 때문이다. PPQ-PAA 복합 바인더를 사용한 전극은 입자 형태의 도전재인 super-P를 전체 전극 무게 대비 20%를 첨가하여 제조한 전극보다도 더 안정적인 수명 특성을 나타내었다.
Keyword : Conductive composite binder, Si negative electrode, adhesion strength, poly(acrylic acid), lithium-ion batteries

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