제조·이공계 전공 · 중급
리튬이온전지의 용량이 사이클을 거치며 감소하는 주요 열화 메커니즘을 몇 가지로 나누어 설명해 주세요.
힌트 · 가용 리튬 손실(LLI)과 활물질 손실(LAM), 저항 증가로 범주를 나누고 각각의 구체적 원인을 예로 드세요.
LLILAMSEI 성장리튬 플레이팅전이금속 용출
모범답안
크게 가용 리튬 손실, 활물질 손실, 저항 증가로 나눌 수 있습니다. 첫째, SEI가 계속 성장하거나 저온·고율 충전에서 리튬 플레이팅이 일어나면 리튬이 비가역적으로 소모되어 용량이 줍니다. 둘째, 충방전 시 부피 변화로 입자에 균열이 생기거나 도전 네트워크가 끊기고, 양극에서는 전이금속 용출과 표면 상변화가 일어나 활물질 자체가 반응에 참여하지 못합니다. 용출된 전이금속이 음극에 침착되면 SEI 열화를 가속하기도 합니다. 셋째, 피막 성장과 전해액 고갈, 바인더 열화로 내부저항이 올라가면 컷오프 전압에 빨리 도달해 사용 가능한 용량이 줄어듭니다.
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