• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.279-279
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• 2009

$LiFePO_4$는 낮은 전기전도도로 인하여 전이금속의 도핑과 카본코팅으로 전기화학적 특성을 향상시키려는 연구가 많이 되어 왔다. 또한 다양한 합성법으로 $LiFePO_4$의 입자사이즈를 최적화 하기 위해 많은 연구가 진행중이다. 특히 고상 합성법은 결정의 미세화가 가능하고, 상온에서 쉽고 용이하게 원소간의 합금화 및 화학반응을 유도하는 등의 장점으로 인해 가장 널리 사용하고 있는 합성법중 하나이다. 이번 연구에서도 고상합성법을 사용하여 $LiFePO_4$를 합성했으며, 카본소스로서 카르복시산등의 유기산을 사용하여 코팅을 시도해 보았다. 이렇게 합성된 $LiFePO_4$의 물리적 측정을 통하여 입사의 형상 및 크기를 관찰하였고, 하프셀을 구성하여 전기화학적 특성을 확인하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제15권6호
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• pp.320-323
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• 2014

Ga-doped $LiFePO_4$ cathode materials were synthesized using a hydrothermal method. The microstructural characteristics and electrochemical performances were systematically investigated using field emission scanning electron microscopy, high-resolution X-ray diffraction, energy dispersive X-ray spectroscopy, charge-discharge cycling, cyclic voltammetry, and electrochemical impedance spectroscopy. Among the as-prepared samples, $LiFe_{0.96}Ga_{0.04}PO_4$ demonstrates the best electrochemical properties in terms of discharge capacity, electrochemical reversibility, and cycling performance with an initial discharge capacity of $125mAh\;g^{-1}$ and high lithium ion diffusion coefficient of $1.38{\times}10^{-14}cm^2s^{-1}$ (whereas for $LiFePO_4$, these were $113mAh\;g^{-1}$ and $8.09{\times}10^{-15}cm^2\;s^{-1}$, respectively). The improved electrochemical performance can be attributed to the facilitation of Li+ ion effective diffusion induced by $Ga^{3+}$ substitution.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권1호
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• pp.79-88
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• 2013

$LiFePO_4$ is a promising active material (AM) suitable for use in high performance lithium-ion batteries used in automotive applications that require high current capabilities and a high degree of safety and reliability. In this study, an optimization of the electrode design parameters was performed to produce high capacity lithium-ion batteries based on $LiFePO_4$/graphite electrodes. The electrode thickness and porosity (AM density) are the two most important design parameters influencing the cell capacity. We quantified the effects of cathode thickness and porosity ($LiFePO_4$ electrode) on cell performance using a detailed one-dimensional electrochemical model. In addition, the effects of those parameters were experimentally studied through various coin cell tests. Based on the numerical and experimental results, the optimal ranges for the electrode thickness and porosity were determined to maximize the cell capacity of the $LiFePO_4$/graphite lithium-ion batteries.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.384-385
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• 2006

Olivine $LiFePO_4$ cathode materials were synthesized by hydrothermal reaction, and coated by carbon black. The powders were characterized by the X-ray diffraction. $LiFePO_4$/Li cells were characterized electrochemically by charge/discharge experiments and ac impedance spectroscopy. The result showed the discharge capacity of $LiFePO_4$/Li cell was 133 mAh/g at the first cycle, and 128 mAh/g at the 30th cycle, respectively.

• 전기화학회지
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• 제15권2호
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• pp.95-100
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• 2012

올리빈 구조를 가지는 $LiFePO_4$ 양극활물질은 낮은 가격과 안정성으로 인해 리튬 이차전지 시장에서 큰 관심을 받고 있다. 그러나 낮은 이온 전도도와 작동전압 때문에 상업적으로 이용되기엔 사용분야의 응용에 제한이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 철 양이온을 망간 양이온과 같은 전이금속으로 치환함으로써 작동전압을 높이는 연구가 시행되고 있다. 또한 미세구조의 나노화를 통해 리튬 이온의 확산거리를 짧게 만들어 줌으로써 이온 전도도를 높여주는 연구도 진행 중이다. 그래서 이번 연구에서는 이온의 확산거리를 짧게 만들어 주기 위해 표면적을 넓힐 수 있는 전기방사를 이용해 물질을 합성하였고, 이를 확인하기 위하여 시차주사현미경 관측을 통해 균일한 나노 섬유의 형성을 확인하였다. 또한 결정구조를 관찰하기 위해 X-선 회절 분석을 하였는데, 다른 상의 관찰 없이 단일상의 결정구조를 얻음을 확인하였다. 전기화학적 성능 확인방법으로는 충방전 테스트기를 이용하여 초기 충방전 곡선을 분석하였고, 계면저항 및 리튬 양이온의 확산을 알아보기 위해 임피던스 측정을 실행하였다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2015년도 추계학술논문요약집
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• pp.465-466
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• 2015

In this study, different amount of (fe(0)) were dissolve into different strength of phosphoric ($H_3PO_4$) acid and the optimum solubility was observed at 0.89M Fe(0) into 4M of $H_3PO_4$ acid. Different concentration of oxalic acid was added to determine the optimum precipitated condition. The dissolution kinetics of Fe(0) into $H_3PO_4$ acid was investigated at $40-50^{\circ}C$. The optimum Fe-oxalate precipitate was dried and thermal decomposition using DSC-TG was conducted. Approximately 52 wt(%) of oxalic acid was removed at $300^{\circ}C$. Iron oxides such as magnetite and hematite that may be formed on the surface of nuclear waste were also dissolved into the $H_3PO_4$ acid and the optimum solubility for magnetite is 0.005M while that for hematite is 0.02M in 8M $H_3PO_4$ acid, respectively.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권1호
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• pp.191-195
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• 2011

This study reports the root cause of the improved rate performance of $LiFePO_4$ after Cr doping. By measuring the chemical diffusion coefficient of lithium ($D_{Li}$) using cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), the correlation between the electrochemical performance of $LiFePO_4$ and Li diffusion is acquired. The diffusion constants for $LiFePO_4$/C and $LiFe_{0.97}Cr_{0.03}PO_4$/C measured from CV are $2.48{\times}10^{-15}$ and $4.02{\times}10^{-15}cm^2s^{-1}$, respectively, indicating significant increases in diffusivity after the modification. The difference in diffusivity is also confirmed by EIS and the $D_{Li}$ values obtained as a function of the lithium content in the cathode. These results suggest that Cr doping facilitates Li ion diffusion during the charge-discharge cycles. The low diffusivity of the $LiFePO_4$/C leads to the considerable capacity decline at high discharge rates, while high diffusivity of the $LiFe_{0.97}Cr_{0.03}PO_4$/C maintains the initial capacity, even at high C-rates.

• 전기화학회지
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• 제11권4호
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• pp.268-272
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• 2008

본 연구에서는 $LiFePO_4$의 입자크기를 조절함으로써 우수한 전극특성을 나타낼 수 있도록 최적의 입자크기($50{\sim}100\;nm$)를 가지는 $LiFePO_4$ 양극 활물질을 전기방사법을 이용하여 합성하였다. XRD 분석결과 FeP, $Fe_2P$ 등의 불순물이 존재하지 않는 Pnma의 공간군을 가지는 잘 발달된 사방정 구조의 $LiFePO_4$가 합성됨을 확인하였으며, SEM 분석을 통하여 시료의 입자형태 및 크기를 관찰하였다. $0.1\;mA/cm^2$의 전류밀도와 $2.8{\sim}4.0\;V$의 전위영역에서 충 방전 테스트 수행시 135 mAh/g의 초기 방전용량을 나타내었으며, 50 싸이클 후에도 99.9% 이상의 용량 보존율을 보이는 우수한 싸이클 특성을 나타내었다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제3권2호
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• pp.63-67
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• 2012

We prepared various $LiNi_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2-LiFePO_4$ mixed-cathode electrodes by changing the content of $LiNi_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2$ and $LiFePO_4$ used, and we analyzed the electrochemical characteristics of the cathodes. We found that the reversible specific capacity of the cathodes increased and that the capacity retention ratios of the cathodes decreased during cycling as the content of $LiNi_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2$ increased. Conversely, we found that although the reversible specific capacity of the cathodes decreased because of the material composition, the cycle property of the cathodes increased when the $LiFePO_4$ content increased. We analyzed the thermal stability of the $LiNi_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2-LiFePO_4$ mixed-material cathodes by differential scanning calorimetry and found that it increased as the $LiFePO_4$ content increased.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.316-316
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• 2007

리튬폴리머 전지용 정극활물질인 $LiFePO_4$를 수열법으로 합성하였다. 제조한 정극활물질 $LiFePO_4$는 X-ray 회절분석을 통하여 olivine 구조임을 확인하였다. 전극 제조 시 첨가된 도전재의 종류에 따른 전기화학적 특성변화를 알기 위하여, Acetylene Black, Super-Black, Multi-Walled Carbon Nanotube(MWCNT), SP270을 도전재로 제조된 정극활물질과 PVDF를 결합제로 사용하였다. 셀은 제조된 정극과 고체전해질 $25PVDFLiCIO_4EC_{10}PC_{10}$를 사용하고, 부극은 금속리튬으로 coin 타입의 cell을 조립하여 충방전을 진행하였다. 충방전 진행결과, Multi-Walled Carbon Nanotube(MWCNT)를 도전재로 사용하였을 경우, 초기 방전용량은 94mAh/g, 100cycle 후에는 약 93mAh/g인 기타 도전재를 사용하였을 때보다 안정하고 높은 방전용량을 나타내었다. 이때의 충방전 전류밀도는 0.1mAh/g이고 전압범위 는 2.5~4.3V이었다.