리튬금속전지(LMB)는 매우 큰 이론 용량을 갖지만 단락(short circuit), 수명 감소 등을 야기하는 덴드라이트(dendrite) 가 형성되는 큰 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서는 poly(dimethylsiloxane) (PDMS)에 graphene oxide (GO) nanosheet를 고르게 분산시킨 PDMS/GO 복합체를 합성하였고 이를 박막 형태로 코팅하여 덴드라이트의 형성을 물리적으로 억제할 수 있는 막의 효과를 이끌어내었다. PDMS의 경우, 그 자체로는 이온 전도체가 아니기 때문에 리튬 이온의 통로를 형성시켜 리튬 이온의 이동을 원활하게 하기 위하여 5wt% 불산(HF)으로 에칭하여 PDMS/GO 박막이 이온전도성을 가질 수 있도록 하였다. 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM)을 통해 전면 및 단면을 관찰하여 PDMS/GO 박막의 형상을 확인하였다. 그리고 PDMS/GO 박막을 리튬금속전지에 적용하여 실시한 배터리 테스트 결과, 100번째 사이클까지 쿨롱 효율(columbic efficiency) 이 평균 87.4%로 유지되었고, 박막이 코팅되지 않은 구리 전극보다 과전압이 감소되었음을 전압 구배(voltage profile) 를 통해 확인하였다.

Although Lithium metal battery (LMB) has a very large theoretical capacity, it has a critical problem such as formation of dendrite which causes short circuit and short cycle life of the LMB. In this study, PDMS/GO composite with evenly dispersed graphene oxide (GO) nanosheets in poly (dimethylsiloxane) (PDMS) was synthesized and coated into a thin film, resulting in the effect that can physically suppress the formation of dendrite. However, PDMS has low ion conductivity, so that we attained improved ion conductivity of PDMS/GO thin film by etching technic using 5wt% hydrofluoric acid (HF), to facilitate the movement of lithium (Li) ions by forming the channel of Li ions. The morphology of the PDMS/GO thin film was observed to confirm using SEM. When the PDMS/GO thin film was utilized to lithium metal battery system, the columbic efficiency was maintained at 87.4% on average until the 100th cycles. In addition, voltage profiles indicated reduced overpotential in comparison to the electrode without thin film.

요 약
Abstract
1. Introduction
2. Experimental Section
    2.1. Materials
    2.2. Fabrication of electrodes coated withPDMS/GO composite thin film
    2.3. Material characterization
    2.4. Electrochemical characterization
3. Results and Discussion
4. Conclusions
References

• 이상현(광운대학교 화학공학과) | Sanghyun Lee (Department of Chemical Engineering, Kwangwoon University)
• 석도형(광운대학교 화학공학과) | Dohyeong Seok (Department of Chemical Engineering, Kwangwoon University)
• 정요한(광운대학교 화학공학과) | Yohan Jeong (Department of Chemical Engineering, Kwangwoon University)
• 손희상(광운대학교 화학공학과) | Hiesang Sohn (Department of Chemical Engineering, Kwangwoon University) Corresponding author