09. CV(Cyclic Voltammetry)과 dQ/dV(Derivative Capacity Plot) 분석법

1) CV (Cyclic Voltammetry) 분석법

전압을 일정한 속도로 증가시켜 가면서 전류의 변화를 측정하는 방법으로 LSV(Linear Sweep Voltammetry) 방법도 있다. 설정된 전압 (상한 전압, 하한 전압)에 도달하면 스캔 방향을 반대로 바꾸어, 다시 일정한 속도로 전압에 변화를 주며 전류의 변화를 관찰한다. 이러한 과정을 반복하여 진행하는 방식이 CV 방식이다. 

2) 정전류 충방전 분석법

CV 방식은 전압을 시간에 따라 일정하게 변화시키면서 각 전압에 해당하는 전류값을 측정하는 방식으로 설정 전압에 도달하면, 전압의 변화량의 부호를 바꿔 다시 인가한다. 설정변수로는 시작전압, 상한 전압, 하한 전압, 주사 속도, 반복 회수 등이 있고 소요시간은 전압구간 및 주사 속도등에 따라 결정된다. CV 분석법은 반응전압, 가역성 등을 쉽게 확인 가능하며 전지 반응이 전부 일어나지는 않는다는 특징이 있다. 

Galvanostatic charge/discharge 방식은 일정한 전류를 인가하여 시간에 따른 전압의 변화를 측정하는 방식으로 설정 전압에 도달하면, 전류의 부호를 바꿔 다시 인가한다. 설정변수로는 상한전압, 하한전압, 전류, 반복회수 등이 있고 전류의 크기와 전극의 용량에 따라 소요시간 예측이 가능하다. 전지의 반응이 대부분 진행되며 전지 용량 측정 및 확인이 가능하다. 

3) dQ/dV (Derivative Capacity Plot) 분석법

CV 조건은 주사속도에 따라 전극의 활물질이 완전히 반응된 상태가 아닌 영역에서 충방전이 진행되므로, 정전류 충방전과는 다른 거동을 나타낼 수 있다. dQ/dV는 정전류 충방전 결과의 전압곡선을 미분하여 작성하는 방식으로 CV와 유사한 형태의 plot을 갖는다. 이때, peak이 발생하면 반응이 존재한다고 해석하며 peak의 위치는 반응전압을 의미한다. peak의 수는 반응의 가지수를 말하며, peak의 면적은 해당 반응/전압에서의 용량을 의미한다.