에너지재료

제 1차 설계 보고서

1. 설계 프로젝트명
- 2차 전지 개발 vs 메탄올 연료전지 개발

2. 본 프로젝트의 목적
- 2차 전지와 메탄올 연료 전지의 특성 및 향후 시장의 동향을 분석을 통해 미래 전망을 이해한다.

3. 프로젝트의 이론적 배경
- 2차 전지
리튬이온 전지

작동원리
anode : Carbon
cathode : Li 산화물
분리막 : PE, PP 다공성막
전해질 : 유기용매

리튬이온의 물질 상태가 양극과 음극에서 서로 다르며, 이로 인한 물질의 고유 에너지 상태와 발생 에너지 상태의 차이를 전위차(전압)라 하며 전위차에 의해 전자가 이동, 전류가 발생한다.
방전 : 전자는 도선을 통해, 전자를 잃은 리튬이온은 전해질을 통해 anode에서 cathode로 이동한다.
충전 : 외부 힘(충전기)에 의해 전자는 도선을 통해, 전자를 잃은 리튬이온은 전해질을 통해 cathode에서 anode로 이동하여 Carbon의 층 구조 사이에 저장된다.

산화(Anode) : Li-C ⇄ C + xLi+ + xe-
환원(Cathode) : Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- ⇄ LiCoO2
전체반응식 : Li-C + Li1-xCoO2 ⇄ C + LiCoO2

장점
1) 셀 당 3.7V의 고출력과 기존의 문제점인 메모리현상이 없다.
2) 리튬이온과 리튬폴리머구조를 사용하여 다양한 모양을 만들 수 있다.
3) 리튬은 타 금속보다 가벼워 전체 전지의 무게를 줄일 수 있다.
4) 체적 당, 질량 당 에너지 밀도가 높아 제품의 경량화, 소형화 실현한다.
5) 긴 수명 특성을 갖는다.

단점
1) 셀 당 제조비용이 비싸다
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