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전지·에너지 재료

리튬 이온 전지의 양극 재료와 결정 구조의 조합으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. ALiCoO₂는 스피넬 구조, LiMn₂O₄는 올리빈 구조, LiFePO₄는 층상 암염 구조
  2. BLiCoO₂는 층상 암염 구조, LiMn₂O₄는 스피넬 구조, LiFePO₄는 올리빈 구조
  3. CLiCoO₂는 올리빈 구조, LiMn₂O₄는 층상 암염 구조, LiFePO₄는 스피넬 구조
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정답: B. LiCoO₂는 층상 암염 구조, LiMn₂O₄는 스피넬 구조, LiFePO₄는 올리빈 구조

LiCoO₂는 산소의 조밀 충진 속에서 Li 층과 Co 층이 교대로 배열된 층상 암염 구조(α-NaFeO₂형)로, Li⁺는 층 사이를 2차원적으로 움직입니다. LiMn₂O₄는 스피넬 구조로, Mn과 O의 골격 속에 3차원으로 연결된 Li⁺의 통로가 있으며 작동 전압은 약 4 V입니다. LiFePO₄는 감람석과 같은 올리빈 구조로, PO₄ 사면체와 FeO₆ 팔면체의 골격 속을 Li⁺가 1차원 터널을 따라 움직이며 작동 전압은 약 3.4 V입니다. 나머지 두 선택지는 이 세 구조의 이름을 서로 바꾼 것입니다. 층상, 스피넬, 올리빈의 세 가지는 양극 재료를 분류할 때의 기본 구조입니다.

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