$Li_2SiO_3$ was used as a coating material to improve the electrochemical performance of $Li[Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}]O_2$. $Li_2SiO_3$ is not only a stable oxide but also an ionic conductor and can, therefore, facilitate the movement of lithium ions at the cathode/electrolyte interface. The surface of the $Li_2SiO_3$-coated $Li[Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}]O_2$ was covered with island-type $Li_2SiO_3$ particles, and the coating process did not affect the structural integrity of the $Li[Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}]O_2$ powder. The $Li_2SiO_3$ coating improved the discharge capacity and rate capability; moreover, the $Li_2SiO_3$-coated electrodes showed reduced impedance values. The surface of the lithium-ion battery cathode is typically attacked by the HF-containing electrolyte, which forms an undesired surface layer that hinders the movement of lithium ions and electrons. However, the $Li_2SiO_3$ coating layer can prevent the undesired side reactions between the cathode surface and the electrolyte, thus enhancing the rate capability and discharge capacity. The thermal stability of $Li[Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}]O_2$ was also improved by the $Li_2SiO_3$ coating.
Kim, Yun-Han;Kim, Shin;Jeong, Seong-Min;Kim, So-Jung;Yoon, Sang-Ok
한국세라믹학회지
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제52권3호
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pp.215-220
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2015
Phase evolution, microstructure, and microwave dielectric properties of $Li_2O$ and $Al_2O_3$ doped $Zn_{1.9}Si_{1.05}O_4$, i.e., $Zn_{1.9-2x}Li_xAl_x-Si_{1.05}O_4$, ceramics (x = 0.02 ~ 0.10) were investigated. The ceramics were densified by $SiO_2$-rich liquid phase composed of the Li-Al-Si-O system, indicating that doped Li and Al contributed to the formation of the liquid. As the secondary phase, ${\beta}$-spodumene solid solution with the composition of $LiAlSi_3O_8$ was precipitated from the liquid during the cooling process. The dense ceramics were obtained for the specimens of $$x{\geq_-}0.06$$ showing the rapid densification above $1000^{\circ}C$, implying that a certain amount of liquid is necessary to densify. The specimen of x = 0.06 sintered at $1050^{\circ}C$ exhibited good microwave dielectric properties; the dielectric constant and the quality factor ($Q{\times}f_0$) were 6.4 and 11,213 GHz, respectively.
The monolithic dry gels of the Li2O-Al2O3-TiO2-SiO2 system were prepared by the sol-gel technique using metal alkoxides as starting materials to obtain monolithic glass-ceramics at low temperature without melting. Activation energy for the crystal growth of the gel with 6.05% TiO2, nucleating ageng, for the preparation of Li2O-Al2O3-TiO2-SiO2 system glass-ceramic was 101.14kcal/mol. As a result of the analysis of DTA & XRD, it was confirmed that the crytallization of Li2O-Al2O3-TiO2-SiO2 system glass-ceramic was the most efficient when 6.05% TiO2, nucleating agent, was added. $\beta$-eucryptite solid solution crystals and $\beta$-spodumene solid solution crystals were detected in the sample heat treated above 85$0^{\circ}C$. The sintered gel heat treated at 85$0^{\circ}C$ had the specific surface area of 185$m^2$/g, the pore volume of 0.19cc/g and the average pore radius of 20.8$\AA$. This shows that the sintered gel is also comparatively porous material. In temperature range of 25~85$0^{\circ}C$ thermal expansion coefficient of the specimen which was crystallized for 10hrs at 85$0^{\circ}C$ was 6.7$\times$10-7/$^{\circ}C$, which indicated that the crystallized specimen was turned out to be the glass-ceramic with low thermal expansion.
$Na_2O$-CaO-$SiO_2$ 계 유리의 화학적 내구성을 향상시키면서 작업점도의 변화를 최소화 하기 위하여, 기본 조성 유리를 선정한 후, 이 조성에 $B_2O_3$, ZnO 성분의 첨가량을 변화시키고 $Na_2O$, $Al_2O_3$, $Li_2O$ 성분을 변화시켜가면서 각 성분이 물성에 미치는 영향을 조사하여 최적 조성비를 얻는 것을 목적으로 하였다. 본 실험결과 $Na_2O$-CaO-$SiO_2$계 유리에서 연화점 변화를 최소화하고 화학적내구성을 극대화 시키는 최적조성(wt%)은 다음과 같았다.$B_2O_3$:3.36%, ZnO:2.88%, $Na_2O$:9.93%, $Al_2O_3$, $Li_2O$:0.19%, $SiO_2$:70.56%, CaO:11.22%, $K_2O$:0.14%
It was investigated in this study that a preparation method, activation energy, surface area, pore volume, pore size distribution and DTA analysis of the dry gel in process of producing monolithic porous gel in Li2O-Al2O3-TiO2-SiO2 system by the sol-gel technique using metal alkoxides. Activation energy for gellation according to the variation of water concentration and the kind of catalysts ranged from 10 to 20kcal/mole. Monolithic dry gels were prepared after drying at 9$0^{\circ}C$ when the amount of water for gellation was 4~8 times more than the stoichiometric amount, that was necessary for the full hydrolysis of the mixed metal alkoxide. The specific surface area, the pore volume, the average pore radius of the dried gel at 18$0^{\circ}C$ according to the various kinds of catalyst were about 348~734$m^2$/g, 0.35~0.70ml/g and 10~35$\AA$, respectively. It showed that the dry gels were porous body. As a result ofthe analysis of DTA, it was confirmed that the exothermaic peaks at 715$^{\circ}C$ and 77$0^{\circ}C$ was clue to the crystallization of dried gel.
한국마이크로전자및패키징학회 2001년도 The IMAPS-Korea Workshop 2001 Emerging Technology on packaging
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pp.104-109
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2001
A 355 nm (3.5 eV) neodymium:yttrium aluminum gamet laser, produced by a harmonic generator, was used to create silver metallic particles as seeds for nucleation in photosensitive glass containing Ag+ and Ce3+ ions. The pulse width and frequency of the laser were 8 ns and 10 Hz, respectively. Heat treatment was conducted at 570 C for 1 h, following laser irradiation, to produce crystalline growth, after which a LiAlSi3O8 crystal phase appeared in the laser-irradiated Li2O A1203 SiO2 glass. For the Present study, we compared the effect of laser-induced crystallization on glass crystallization with that of spontaneous crystallization by heat treatment.
MFIS(Metal-ferroelectric-insulator- semiconductor) structures using silicon oxynitride(SiON) buffer layers were fabricatied and demonstrated nonvolatile memory operations. Oxynitride(SiON) films have been formed on p-Si(100) by RTP(rapid thermal process) in O$_2$+N$_2$ ambient at 1100$^{\circ}C$. The gate leakage current density of Al/SiON/Si(100) capacitor was about the order of 10$\^$-8/ A/cm$^2$ at the range of ${\pm}$ 2.5 MV/cm. The C-V characteristics of Al/LiNbO$_3$/SiON/Si(100) capacitor showed a hysteresis loop due to the ferroelectric nature of the LiNbO$_3$ thin films. Typical dielectric constant value of LiNbO$_3$ film of MFIS device was about 24. The memory window width was about 1.2V at the electric field of ${\pm}$300 kV/cm ranges.
This paper presents results and observations obtained from a study of sintering behavior and crystallization in $Li_2O-Al_2O_3-SiO_2$ (LAS) Glass by screen printing method. The variable experimental conditions were determined carefully by Thermal-Mechanical Analyzer (TMA), Differential Thermal Analyzer (DTA) for setting the optimum transparent sintering conditions in LAS glass system, $10.5Li_2O-14.7Al_2O_3-58.1SiO_2-16.7B_2O_3(wt%)$, such as glass-ceramics which usually have low crystallization temperatures. Crystallization glasses generated during sintering was observed from diffraction patterns by X-Ray Diffraction (XRD), transmittance by UV-Vis spectrometer. Finally, the optimum sintering condition of LAS glass and the relation between factors and results in several sintering conditions were given by using Response Surface Methodology (RSM). From this study, we confirmed that crystallization interrupted densification during glass powder sintering. Furthermore, we observed that main effect of factors in glass powder sintering with concurrent crystallization depended on experimental conditions from main effects plot by MINTAB-14.
The glass-ceramic based on LAS($Li_{2}O-Al_{2}O_3-SiO_{2}$) system was observed using SEM(Scanning Electric Microscopy) and AFM(Atomic Force Microscopy) and it was expected to get a correlation between the crystal size and the surface roughness through the result. At heat treatment conditions (the nucleation: $740\~800^{\circ}C$, the crystal growth: $900\~1150^{\circ}C$), the crystal size was increased from 72 to 450 nm so that the mean of surface roughness was also risen from 0.8 to 6.3 nm. Based on the results, the surface roughness of glass-ceramic is controlled by the factors, crystal size, crystallines, and the condition of heat treatment.
Lithium fluorhectorite 결정상을 함유한 glass ceramics 분말의 형성과 제조된 glass ceramics 분말을 이용한 저온 소결기판의 특성평가를 하였다. Li2O-MgO-MgF2-SiO2 계 유 리로 핵형성 및 결정 성장을 실시하여 lithium fluorhectorite 결정상을 지닌 glass ceramics 를 제조하였다. 유리시편의 핵형성 온도는 46$0^{\circ}C$였고 결정성장온도는 600, 640, 110$0^{\circ}C$에서 나타났다. $600^{\circ}C$에서의 결정상으 Li2.4LiSi4O10F2가 나타났다. Li2.4Mg8LiSi4와 Li2.8Mg0.6SiO4은 lithium fluorhectorite 결정상으로 되기 위한 중간상임을 확인할수 있었다. 64$0^{\circ}C$에서 열처리 후 110$0^{\circ}C$에서 재열처리하여 형성된 결정은 lithium fluorhectorite 와 tridymite가 최종 결정 상으로 나타났다. 이것은 수중에서 water swelling 현상에 의하여 분말화할 수 있었다, 기판 제조용 slurry를 제조하기 위해 glass ceramics 분말에 Al2O3분말을 0,25,50wt%로 혼합한것 과 glass ceramics 분말에 potashborosilica-te glass 분말을 15, 30, 45, 60 wt% 로 배합하 여 doctor blade 법으로 green sheet를 제조하였다. green sheet 는 950~150$0^{\circ}C$로소성하여 기판의 특성을 평가하였다. 겉보기 기공율은 3.06~19,14%이었고, 전기적 특성으로 유전상수 는 3~5(100KHz)를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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