• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제3권1호
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• pp.29-34
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• 2012

The structural changes of $Li_{1-x}Ni_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3}O_2$ cathode material for lithium ion battery during the first charge was investigated in comparison with $Li_{1-x}Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2$ using a synchrotron based in situ X-ray diffraction technique. The structural changes of these two cathode materials show similar trend during first charge: an expansion along the c-axis of the unit cell with contractions along the a- and b-axis during the early stage of charge and a major contraction along the c-axis with slight expansions along the a- and b-axis near the end of charge at high voltage limit. In $Li_{1-x}Ni_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3}O_2$ cathode, however, the initial unit cell volume of H2 phase is bigger than that of H1 phase since the c-axis undergo large expansion while a- and b- axis shrink slightly. The change in the unit cell volume for $Li_{1-x}Ni_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3}O_2$ during charge is smaller than that of $Li_{1-x}Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2$. This smaller change in unit cell volume may give the $Li_{1-x}Ni_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3}O_2$ cathode material a better structural reversibility for a long cycling life.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.348-349
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• 2006

$LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ cathode material was synthesized by a mixed hydroxide methode. The surface of the $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ was coated with a carbon by using a sol-gel method to improve further its electrochemical properties. Electrochemical studies were performed by assembling 2032 coin cells with lithium metal as an anode. OSC (differential scanning calorimetry) data showed that exothermic reactions of charged to 4.3V vs. Li was suppressed in the carbon-coated materials. The carbon-coated $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ showed the improved rate capability and thermal stability.

• 전기화학회지
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• 제6권4호
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• pp.266-270
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• 2003

우수한 전기화학적 특성을 갖는 $LiN_{0.8}Co_{0.2}O_2$ 정극 활물질을 평균 $1{\mu}m$ 이하의 균일한 입자 분포를 얻을 수 있는 액상 반응법의 하나인 졸겔법을 이용하여 제조하였다. 제조된 $LiN_{0.8}Co_{0.2}O_2$를 X선 회절과 TEM(transmission electron microscopy)분석을 통하여 미세구조를 분석하였다. 충방전 실험전과 실험후의 미세구조의 변화에 중점을 주어 실험하였으며, 그 결과 졸겔법으로 제조된$LiN_{0.8}Co_{0.2}O_2$ 정극 활물질은 높은 가역 용량을 가지며 뛰어난 싸이클 특성을 가지고 있다 이는 졸겔법으로 제소함으로 인하여 Ni과 Co양이온의 균일한 화학조성을 가지고 있기 때문이라 생각된다. 특히 $LiCoO_2$에서 관찰되었던 cubic spinel disordering과 심각한 구조적 결함이 관찰되지 않았다. 또한 Al 치환으로 인하여 싸이클 특성을 좋아졌지만 용량은 감소하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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• pp.167-170
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• 1995

LiCoO$_2$is a electrode material of Li ion Cell which is expected as the cell with a very high electric charge density. The recent study is mainly to focused on a high power secondary cell. If very thin Li ion Cell can be made in the scale of IC substrate it can be a electric souse in IC chip , micro machine or very thin electrical display etc. LiCoO$_2$thin film can be made by CVD, Laser ablation, E-Beam, ton Beam process, sputtering etc. But to make the material with a high quality for a cell is difficult as the electrode in cell have the fitable ratio in components and a lattice structure of bulk etc. In this study, LiCoO$_2$is made by R.F magnetron sputtering with the variance of substrate temperature and oxygen partial pressure etc. In the substrate temperature of 600$^{\circ}C$ and the oxygen rate of 10%, we can acquire the good thin film LiCoO$_2$compared wish a bulk material.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권6호
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• pp.507-512
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• 2003

The LiN $i_{l-y}$ $Co_{y}$ $O_2$ samples were synthesized at 80$0^{\circ}C$ and 85$0^{\circ}C$, by the solid-state reaction method, from the various starting materials LiOH, L $i_2$C $O_3$, NiO, NiC $O_3$, $Co_3$ $O_4$, CoC $O_3$, and their electrochemical properties are investigated. The LiN $i_{l-y}$ $Co_{y}$ $O_2$ pre-pared from L $i_2$C $O_3$, NiO, and $Co_3$ $O_4$ exhibited the $\alpha$-NaFe $O_2$ structure of the rhombohedral system (space group; R3m). As the Co content increased, the lattice parameters a and c decreased. The reason is that the radius of Co ion is smaller than that of Ni ion. The increase in da shows that two-dimensional structure develops better as the Co content increases. The LiN $i_{0.7}$ $Co_{03}$. $O_2$［HOO(800,0.3)] synthesized at 80$0^{\circ}C$from LiOH, NiO, and $Co_3$ $O_4$ exhibited the largest first discharge capacity 162 mAh/g. The size of particles increases roughly as the valve of y increases. The samples with the larger particles have the larger first discharge capacities. The cycling performances of the samples with the first discharge capacity larger than 150 mAh/g were investigated. The LiN $i_{0.9}$ $Co_{0.1}$ $O_2$［COO(850,0.1)］ synthesized at 85$0^{\circ}C$ from L $i_2$C $O_3$, NiO, and $Co_3$ $O_4$ showed an excellent cycling performance. The sample with the larger first discharge capacity will be under the more severe lattice destruction, due to the expansion and contraction of the lattice during intercalation and deintercalation, than the sample with the smaller first discharge capacity. As the first discharge capacity increases, the capacity fading rate thus increases.increases.s.s.s.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.79-85
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• 2023

(1-4x)Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇-3xBi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇-2xLiZnNbO₄(x=0.03-0.21) 조성의 새로운 저온 동시 소성 세라믹(LTCC) 유전체는 Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇-xLi₂CO₃(x=0.03-0.21) 혼합물을 850℃~920℃에서 4 시간 반응성 액상소결(reactive liquid phase sintering)을 하여 제조하였다. 소결이 진행되는 동안 Li₂CO₃는 Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇과 반응하여 Bi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇과 LiZnNbO₄를 생성하였고 얻어진 소결체의 상대 소결밀도는 이론 밀도의 96% 이상이었다. 초기 Li₂CO₃ 함량(x)을 조절하여 최종 소결체내에 존재하는 Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇, Bi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇ 및 LiZnNbO₄ 상의 상대적인 함량을 제어함으로써 높은 유전율(ε_r), 낮은 유전손실(tan δ) 및 NP0 특성(TCε ≤ ±30 ppm/℃)의 유전율 온도계수(TCε)를 갖는 유전체를 개발할 수 있었다. Li₂CO₃의 첨가가 x=0.03 mol에서 x=0.15 mol로 증가함에 따라 얻어진 복합체 내의 Bi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇와 LiZnNbO₄의 부피 분율은 증가하였고, Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇의 부피 분율은 감소하였다. 그 결과 복합체의 유전율(ε_r)은 148.38에서 126.99로 유전손실(tan δ)은 5.29×10^-4에서 3.31×10^-4로 그리고 유전율 온도계수(TCε)는 -340.35 ppm/℃에서 299.67 ppm/℃로 변화되었다. NP0 특성을 갖는 유전체는 Li₂CO₃의 함량이 x=0.09일 때 얻을 수 있었고, 이 때의 유전율(ε_r)은 143.06, 유전손실(tan δ)값은 4.31×10^-4, 그리고 유전율 온도계수(TCε)값은 -9.98 ppm/℃ 이었다. Ag전극과의 화학적 호환성 실험은 개발된 복합 재료는 Ag 전극과 동시 소성 과정에서 전극과 반응이 없음을 보여주었다.

• 전기화학회지
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• 제13권4호
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• pp.264-269
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• 2010

$LiNi_{0.5}Mn_{0.3}Co_{0.2}O_2$의 리튬이온 이차전지 양극 물질로의 특성을 연구하기 위해서 단순 연소합성법을 이용하여 합성했다. 합성된 물질의 구조적 특징을 분석하기 위하여 X-선 회절분석(XRD)과 주사전자현미경 (FE-SEM)을 측정하였다. X-선 회절분석을 통하여 합성된 $LiNi_{0.5}Mn_{0.3}Co_{0.2}O_2$시료가 육방정계 층상구조가 형성된 것을 확인하였다. FE-SEM을 통해 측정한 결과 $LiNi_{0.5}Mn_{0.3}Co_{0.2}O_2$ 입자는 일정한 형태를 가지지 않았으며 크기는 대략 100~300 nm의 크기임을 확인할 수 있었다. 그리고 전기화학적 특성을 측정하기 위하여 충 방전 용량 측정과 CV(Cyclic Voltammetry)를 측정하였다. 2.8 V에서 4.3 V까지 충 방전 용량을 측정한 결과 ~162 mAh/g의 초기 방전 용량을 가졌다.

• 전기화학회지
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• 제2권2호
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• pp.88-92
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• 1999

리튬이온전지용 $LiCoO_2$ 전극의 도전재료인 흑연과 블랙에 대하여 도전재료 함량에 따른 복합체 전극의 겉보기 밀도, 전해액 중에서 집전체로부터 전극복합체의 자기박리 및 전자전도 저항 특성을 조사하였다. $LiCoO_2$복합전극의 겉보기 밀도는 도전재료의 함량 증가에 따라 감소하였으며, 복합체 중 $LiCoO_2$ 단독의 겉보기 밀도는 보다 큰 감소를 나타내었다. $4.7\%w/w$ 이상의 super s black 도전재료를 사용한 전극은 propylene carbonate와 diethyl carbonate의 1: 1 체적비 혼합용매 중의 1 mol/I $LiPF_6$ 전해액 함침으로 자기박리하였으며, 흑연 도전재료에서는 자기박리가 없었다 복합전극의 전자전도에 대한 비저항은 도전재료의 함량 증가에 따라 감소하였으며, super s black도전재료 $2\~3\%w/w$ 함량의 비저항은 Lonza KS6흑연 도전재료 $12\%w/w$ 함량의 비저항과 유사하였다. 본 연구에서 나타낸 범위 내에서 super s black도전재료를 사용할 때 전극 복합체 중의 $LiCoO_2$밀도가 높아 고용량을 나타내었다.

• 한국재료학회지
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• 제17권8호
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• pp.447-451
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• 2007

We investigated the dependence of the various annealing conditions and thickness ($6\sim45nm$) of the Ti-doped $Al_2O_3$ coating on the electrochemical properties and the capacity fading of Ti-doped $Al_2O_3$ coated $LiCoO_2$ films. The Ti-doped-$Al_2O_3$-coating layer and the cathode films were deposited on $Al_2O_3$ plate substrates by RF-magnetron sputter. Microstructural and electrochemical properties of Ti-doped-$Al_2O_3$-coated $LiCoO_2$ films were investigated by transmission electron microscopy (TEM) and a dc four-point probe method, respectively. The cycling performance of Ti-doped $Al_2O_3$ coated $LiCoO_2$ film was improved at higher cut-off voltage. But it has different electrochemical properties with various annealing conditions. They were related on the microstructure, surface morphology and the interface condition. Suppression of Li-ion migration is dominant at the coating thickness >24.nm during charge/discharge processes. It is due to the electrochemically passive nature of the Ti-doped $Al_2O_3$ films. The sample be made up of Ti-doped $Al_2O_3$ coated on annealed $LiCoO_2$ film with additional annealing at $400^{\circ}C$ had good adhesion between coating layer and cathode films. This sample showed the best capacity retention of $\sim92%$ with a charge cut off of 4.5 V after 50 cycles. The Ti-doped $Al_2O_3$ film was an amorphous phase and it has a higher electrical conductivity than that of the $Al_2O_3$ film. Therefore, the Ti-doped $Al_2O_3$ coated improved the cycle performance and the capacity retention at high voltage (4.5 V) of $LiCoO_2$ films.

• 전기화학회지
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• 제14권2호
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• pp.98-103
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• 2011

본 연구에서는 리튬 이차 전지의 양극 재료인 $Li[Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}]O_2$을 공침법(co-precipitation)을 활용하여 성공적으로 합성하였다. 이때 $Li[Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}]O_2$의 금속염 농도를 실험 변수로 하여 합성 조건을 변화 시키면서 금속염 농도 변화로 인한 전지 특성의 영향을 분석하였다. SEM(scanning electron microscope)과 XRD (X-Ray Diffraction) 분석결과 금속염의 농도(2몰/L)가 높을 경우 분말의 균일성과 구조의 결정성이 떨어져 전지 특성이 저하되는 현상이 발생하였다. 균일성과 결정성을 향상시키기 위하여 금속염의 농도(1몰/L)를 줄여 합성 한 결과 입도의 미분이 적고 균일성이 및 구조적 결정성이 증가됨을 확인하였다. 또한 충/방전 용량, C-rate, 사이클 등 전기화학적 특성에서도 상대적으로 우수한 특성을 보였다. 이러한 측정 결과를 바탕으로 $Li[Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}]O_2$ 물질의 금속염 농도에 따른 영향을 종합적으로 고찰하였다.