리튬 이온 배터리 산화-환원 반응 ★

리튬 이온 배터리 산화-환원 반응

 

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▶ 참고: 리튬 이온 배터리 산화-환원 반응

[ https://ywpop.tistory.com/15538 ]

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[ 그림 출처: 서울대학교 대학원 재료공학부 정성균의 석사 학위논문(2013년) ]

 

 

 

▶ 방전(on discharging) 시 산화-환원 반응

> 산화 반응: LiC6 → C6 + Li^+ + e^-

> 환원 반응: CoO2 + Li^+ + e^- → LiCoO2

> 전체 반응: LiC6 + CoO2 → C6 + LiCoO2

 

> Anode: LiC6 → C6 + Li^+ + e^-

> Cathode: CoO2 + Li^+ + e^- → LiCoO2

> Overall: LiC6 + CoO2 → C6 + LiCoO2

( 리튬은 “흑연 층에서 코발트산화물 층으로 이동”. )

 

 

 

 

[ 그림 https://letstalkscience.ca/educational-resources/stem-in-context/how-does-a-lithium-ion-battery-work ] How does a lithium-Ion battery work?

 

 

 

 

▶ anode: LiC6 ⇌ C6 + Li^+ + e^-

> Li의 산화수는 0에서 +1로 증가, Li는 산화됨.

> LiC6는 Li 금속이 그래핀의 층과 층 사이에 붙잡혀있는 것을 화학식으로 나타낸 것임.

> 알짜 반응: Li → Li^+ + e^-

 

 

 

▶ cathode: CoO2 + Li^+ + e^- ⇌ LiCoO2

> Li의 산화수는 +1에서 0로 감소, Li^+는 환원됨.

> LiCoO2는 Li 금속이 Co 금속 산화물의 층과 층 사이에 붙잡혀있는 것을 화학식으로 나타낸 것임.

> 알짜 반응: Li^+ + e^- → Li

 

 

 

▶ anode(전극)에서

> 리튬 금속은 그라파이트(흑연) 또는 그래핀의 층과 층 사이를

들어갔다 빠져나왔다를 반복.

> LiC6는 Li 금속이 그래핀의 층과 층 사이에 붙잡혀있는 것을 화학식으로 나타낸 것임.

 

 

 

▶ cathode(전극)에서

> 리튬 금속은 Co 금속 산화물의 층과 층 사이를

들어갔다 빠져나왔다를 반복.

> LiCoO2는 Li 금속이 Co 금속 산화물의 층과 층 사이에 붙잡혀있는 것을 화학식으로 나타낸 것임.

 

 

 

 

▶ 충전(on charging) 시 산화-환원 반응

> Anode: LiCoO2 → CoO2 + Li^+ + e^-

> Cathode: C6 + Li^+ + e^- → LiC6

> Overall: LiCoO2 + C6 → CoO2 + LiC6

( 리튬은 “코발트산화물 층에서 흑연 층으로 이동”. )

 

 

 

 

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