전극 소재 DB

리튬이온 배터리 양극·음극 활물질의 개방회로전압(OCV)과 핵심 물성. 모든 수치에 문헌 출처(DOI)가 붙습니다.

01

양극재

positive
상용
차세대 · 특수
참조 · 출처 축

NMC811 — 평균 OCV (대표 곡선)

θ ∈ [0.328, 0.999]
0.00.20.40.60.81.0θ (리튬 점유율)3.03.43.84.24.5OCV (V)

NMC811

NMC 8:1:1LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2

고에너지 EV 주력 하이니켈

최대 Li 농도 cs,max
49,017 mol/m³
이론 비용량 Cth
275.5 mAh/g
측정 θ 창
0.328 – 0.999
전압 창
3.26 – 4.16 V
고체 확산계수 Ds
4.0×10⁻¹⁵ m²/s+1
BV 반응상수 mref
3.42×10⁻⁶ (A/m²)(m³/mol)1.5
1D 기본 입자 반경 rs
8.5 µm
1D 기본 활물질 분율 εs
0.55
기계 모델 파라미터
템플릿 (Ω 필요)
엔트로피 ∂U/∂T
Garrick2024

출처McNulty, Hampson, Cutler, Grey, Dose, Johnson, 'Understanding the limits of Li-NMC811 half-cells', J. Mater. Chem. A 11 (2023) 18302-18312DOI

publisher OA (digitized) · Ds·mref: Chen 2020 외 1건 (+1)

02

음극재

negative
상용
차세대 · 특수
Gr 데이터셋

Gr — 평균 OCV (대표 곡선)

θ ∈ [0.001, 0.918]
0.00.20.40.60.81.0θ (리튬 점유율)0.00.40.81.21.5OCV (V)

Gr

흑연LiC6 (graphite)

표준 흑연 음극 (SINTEF 실측, MSMR 검증)

최대 Li 농도 cs,max
31,083 mol/m³
이론 비용량 Cth
371.9 mAh/g(호스트 기준)
측정 θ 창
0.001 – 0.918
전압 창
0.05 – 0.94 V
고체 확산계수 Ds
3.3×10⁻¹⁴ m²/s+2
BV 반응상수 mref
6.48×10⁻⁷ (A/m²)(m³/mol)1.5
1D 기본 입자 반경 rs
12.5 µm
1D 기본 활물질 분율 εs
0.55
기계 모델 파라미터
레퍼런스 보유
엔트로피 ∂U/∂T
Wojtala2022 +2

출처Flores, Krishnamurthi, Stokes-Rodriguez, Guldahl, Hakim, Clark (2026). Half-Cell OCV of Several Li-Ion Battery Active Materials [Data set]. ZenodoDOI

CC-BY-4.0 · Ds·mref: Chen 2020 외 2건 (+2)

물성표 읽는 법

물성표 읽는 법

이 페이지의 모든 숫자는 인용된 측정으로 거슬러 올라갑니다 — 하지만 관례 (convention)를 모르는 숫자는 함정입니다. 각 행이 실제로 뜻하는 바를 정리합니다.

θ와 결정학적 앵커

Stoichiometry는 호스트 격자의 채움 비율입니다:

θ=cscs,max\theta = \frac{c_s}{c_{s,\max}}

모든 것은 cs,maxc_{s,\max}를 어떻게 정의하느냐에 달려 있습니다. theta-abs 엔트리는 단위격자에서 결정학적으로 계산한 값(호스트 밀도 ρ, 몰질량 M, 화학식당 리튬 수)을 앵커로 씁니다 — 그래서 θ = 1은 "모든 리튬 자리가 채워짐"이라는 결정에 대한 진술이지, 어떤 특정 셀에 대한 진술이 아닙니다. 일부 레퍼런스 엔트리("출처 축" 표시)는 출처 논문이 전기화학적으로 피팅한 cs_max를 그대로 유지합니다 — 그 출처의 파라미터셋과 함께 쓰세요.

측정 θ-창은 [0, 1]이 아니다

반쪽전지 실험은 모든 조성에 도달할 수 없습니다: 층상 양극은 완전 탈리튬화 전에 불안정해지고(NMC811은 θ ≈ 0.33 부근에서 멈춤), 음극은 도금 전에 잘라냅니다. 측정창 행은 데이터가 실제로 존재하는 곳을 기록합니다. 그 바깥에서 솔버 룩업은 유계 surrogate 꼬리를 쓰는데 — 수치 안정성에는 좋지만 절대 측정값으로 혼동하지 마세요. 같은 정직함이 재료 간 비교에도 적용됩니다: 여기의 OCV들은 서로 다른 연구에서 서로 다른 컷오프로 측정됐으므로, "측정창 위 용량"은 재료 간의 통제된 비교가 아닙니다.

D_s가 자릿수로 흩어지는 이유

"그" 고체 확산계수를 재는 세 가지 대표 기법:

  • GITT — 전류 펄스 + 이완. t\sqrt{t} 응답에서 D를 추출.
  • PITT — 전위 계단. 전류 과도응답에서 D를 추출.
  • EIS — 임피던스. 저주파 Warburg 가지에서 D를 추출.

기법마다 보는 길이·시간 스케일이 다르고, 모두 열역학 인자 lna/lnc\partial \ln a / \partial \ln c (플래토에서는 거대해집니다!)가 필요하며, 실제 다공 전극이 위반하는 기하 가정을 깔고 있습니다. 2상 재료에서는 개념 자체가 흐려집니다 — 움직이는 것의 일부는 상경계니까요. 그래서 한 재료에서 101510^{-15}101310^{-13}의 산포는 오류가 아니라 정상 과학입니다. 우리 표는 시뮬레이터가 쓰는 값과 함께 검증된 대안들을 보여줍니다.

반응속도: m_ref의 의미

Butler–Volmer 교환전류밀도는 다음과 같이 매개화됩니다:

j0=mrefcecs,surf(cs,maxcs,surf)j_0 = m_\text{ref}\, \sqrt{c_e\, c_{s,\text{surf}}\,\bigl(c_{s,\max} - c_{s,\text{surf}}\bigr)}

mrefm_\text{ref}에는 속도상수와 농도 관례가 함께 묶여 있습니다. 다른 논문과 비교할 때는 그쪽 관례부터 확인하세요 — 발표된 j0j_0 값들의 겉보기 불일치 절반은 단위 장부 정리 문제입니다.

∂U/∂T — 가역열

엔트로피 계수는 OCV를 리튬화 반응의 엔트로피와 연결하고 (U/T=ΔS/F\partial U/\partial T = \Delta S/F), 열 모델의 가역항 qrev=ITU/Tq_\text{rev} = I\,T\,\partial U/\partial T에 들어갑니다. 이 값은 별도의 셀에서 전위차계측으로 측정됩니다 — 우리 DB가 OCV 데이터셋과 ∂U/∂T 데이터셋을 독립적인 선택으로 다루는 이유입니다 (Battery 1D에서 어떤 흑연 OCV에든 어떤 흑연 ∂U/∂T든 짝지을 수 있습니다).

무엇이 재료이고 무엇이 설계인가

"1D 기본값" 행의 입자 반경 rsr_s와 고체분율 εs\varepsilon_s는 재료 상수가 아니라 셀 설계 값입니다 — 원클릭 실행이 무엇을 가정하는지 알 수 있도록 시뮬레이터가 기본 적용하는 값(나노 LFP, 저-ε 실리콘 같은 물리 가드레일 포함)을 표시한 것입니다. 양극/음극 탭에서 자유롭게 바꾸세요.

03

한꺼번에 비교

overlay

양극재 전체 비교

X축
0.00.20.40.60.81.0θ (리튬 점유율)2.53.13.84.55.0OCV (V)
재료Cth (mAh/g)cs,max·F (Ah/L)Ū (V)Cth·Ū (Wh/kg)
LCO27413833.741023
LFP1706123.46587
NCA27913263.631014
NMC11127813213.60999
NMC53227813063.801054
NMC62227713163.661013
NMC81127613143.711021

곡선: 평균 OCV (vs Li/Li⁺) · 표: 이론 비용량 C_th, 부피 용량 c_s,max 기준, Ū = 측정창 평균 전위, 이론 에너지 C_th·Ū (반쪽전지 기준).

음극재 전체 비교

X축
0.00.20.40.60.81.0θ (리튬 점유율)0.00.40.81.21.5OCV (V)
재료Cth (mAh/g)cs,max·F (Ah/L)Ū (V)Cth·Ū (Wh/kg)
Gr3728330.50184

곡선: 평균 OCV (vs Li/Li⁺) · 표: 이론 비용량 C_th, 부피 용량 c_s,max 기준, Ū = 측정창 평균 전위, 이론 에너지 C_th·Ū (반쪽전지 기준).

QC 검수를 통과하고 출처가 확정된 재료만 수록합니다. 곡선은 Li 삽입/탈리 분기의 평균 입니다. 데이터 기준일 2026-06-12.

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