멀티채널 구조 탄소나노섬유의 제조 및 특성 평가

Abstract

본 논문의 주제는 멀티채널 구조의 탄소나노섬유를 제조하는 방법과 이의 특성 연구이다. 또한 전지응용을 위해 실리콘을 포함한 멀티채널 구조의 탄소나노섬유의 제조 방법을 연구한 논문이다. 실리콘을 포함한 채널 수가 많을수록 실리콘의 비용량 부분의 향상효과를 입증하였으며 다음과 같은 연구 내용을 포함하였다. 먼저 멀티채널 구조의 탄소나노섬유 제조를 위해 core-cut 개념이 도입된 노즐을 최적 설계하여 나노섬유를 방사하였으며, FE-SEM과 TEM을 통해서 균일한 멀티채널 구조의 탄소나노섬유가 제조됨을 확인하였다. 이후 실리콘을 포함하고 있는 멀티채널 구조의 탄소나노섬유를 제조하였으며 이의 미세구조 및 물질 구성을 FE-SEM, TEM, WAXD, TGA을 이용하여 조사하였다. galvanostatic 충·방전 시험을 통해 실리콘을 채운 멀티채널 탄소나노섬유의 전기화학적 특성을 측정하였으며, 채널수가 증가할수록 실리콘과 탄소 사이의 더 많은 접촉점이 도입됨으로써 채널수가 적은 경우에 비해서 증가된 실리콘의 비용량 및 더 높은 완충 효과가 발휘됨을 확인하였다. 한편 위의 실험을 토대로 리튬 이온전지의 음극, 양극, 분리막, 용기의 전기방사를 통해 나노배터리를 제조하기 위한 기초 실험으로 나노배터리 구성 물질의 전기방사성을 조사하였다.