Disjoining pressure에 대하여

배터리 실험을 하는 도중 Li foil 및 Separator를 보호하기 위한 보호 전도층 (Conductive layer)이 파괴되는 현상이 발견되었다. 이 이유에 대해 Disjoining pressure나 Electrical breakdown이라는 현상이 주요하다는 가설이 세워짐.

먼저 Disjoining pressure에 대해 알아보고자 한다.

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Disjoining_pressure

Disjoining pressure - Wikipedia

(위키피디아) Disjoining pressure는 표면 화학에서 두 표면 사이의 인력 상호 작용으로 인해 발생한다.

여기서 'disjoining'이란 '해체하는 것'을 의미하는데, 두 표면 사이의 인력으로 인해 무엇인가 해체되는 압력이 발생하는 것이다. 'Physics of Chemistry of Interface (Butt, Wiley)'라는 책을 보면 Disjoining pressure는 거품에서 얇은 막의 압력 증가를 설명하는데 용이하다고 나와 있다. 아래와 같은 상황에서 두께 x의 얇은 막은 주위 bulk phase보다 압력이 높을 것이고, 이는 주변으로의 유동을 발생, 결과적으로 막의 disjoining을 야기할 것이다.

Disjoining pressure는 아래와 같은 수식으로 나타낼 수 있는데, 깁스 자유 에너지와 표면적 및 두 표면 사이의 거리가 고려된다.

 

깁스 자유 에너지는 열역학적인 에너지이며, 이는 다른 곳에서 자세히 다뤄져야 할 것 같다.

(간략히 말하면, 깁스 자유 에너지는 계와 주위의 전체 엔터로피 변화와 온도의 곱으로 나타낼 수 있으며 (dG=-TdSnet),
이를 통하여 일정 온도 및 압력 조건에서 화학 반응의 평형 여부를 알 수 있다.)

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B9%81%EC%8A%A4_%EC%9E%90%EC%9C%A0_%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80#:~:text=%EA%B9%81%EC%8A%A4%20%EC%9E%90%EC%9C%A0%20%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80(%EC%98%81%EC%96%B4%3A%20Gibbs,%EB%BD%91%EC%9D%84%20%EC%88%98%20%EC%9E%88%EB%8A%94%20%EC%97%90%EB%84%88%EC%A7%80%EC%9D%B4%EB%8B%A4.

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