• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 및 제8회 신소재 심포지엄 논문개요집
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• pp.186-186
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• 2005

• 한국세라믹학회지
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• 제40권7호
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• pp.620-624
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• 2003

LiCo$_{y}$Mn$_{2-y}$O$_4$ samples were synthesized by calcining a mixture of LiOH.$H_2O$, MnO$_2$ (CMD) and CoCO$_3$ calcining at 40$0^{\circ}C$ for 10 h and then calcining twice at 75$0^{\circ}C$ for 24 h in air with intermediate grinding. All the synthesized samples exhibited XRD patterns for the cubic spinel phase with a space group Fd(equation omitted)m. The electrochemical cells were charged and discharged for 30 cycles at a current density 600 $mutextrm{A}$/$\textrm{cm}^2$ between 3.5 and 4.3 V. As the value of y increases, the size of particles becomes more homogeneous. The first discharge capacity decreases as the value of y increases, its value for y=0.00 being 92.8 mAh/g. The LiMn$_2$O$_4$ exhibits much better cycling performance than that reported earlier. The cycling performance increases as the value of y increases. The efficiency of discharge capacity is 98.9％ for y=0.30. The larger lattice parameter for the smaller value of y is related to the larger discharge capacity. The more quantity of the intercalated and the deintercalated Li in the sample with the larger discharge capacity brings about the larger capacity fading rate.ate.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.139-144
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• 2006

A fabrication condition of the cathode electrode was optimized in a lithium secondary battery. The $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ powders were used as a cathode material. The $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$/Li cells were prepared with a certain formulation and their cycleability and rate-capability were evaluated. Optimum electrode composition simulated from the evaluated value was 86.3: 5.6: 8.1 in mass $\%$ of active material: binder: conducting material. Discharge capacity decreased markedly as the press ratio exceeded $30\%$ during preparation of the electrode. Discharge performance at a high current rate deteriorated abruptly as the electrode thickness was over $120{\mu}m$.

• 전기화학회지
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• 제2권1호
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• pp.5-12
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• 1999

PVA-전구체법을 사용하여, 리튬전지의 양극물질인 $Li_xNi_{1-y}Co_yO_2$의 다결정성 분말을 합성하였다. 합성된 분말을 양극물질로 사용하여 리튬이온전지를 제조하여 전지의 전기화학적 성질을 측정하였다. PVA와 금속이온간의 상대적 양, PVA의 농도 및 중합도, 열처리조건, 금속의 조성비 등 여러 다른 합성조건을 변화시키면서, 그러한 합성상의 조건 변화가 리튬이온전지의 전지특성과 어떠한 상호관계를 갖는지 조사하였다. 전지의 초기성능에 관한 한, PVA-전구체법으로 합성한 $Li_xNi_{1-y}Co_yO_2$의 경우, 최적의 조성은 x=1.0, y=0.26인 것으로 관찰되었다. PVA-전구체법으로 합성할 경우, 전구체에 남는 잔여탄소로 인해 형성되는 $Li_2CO_3$가 전지의 성능을 저하시키는 것으로 관찰되었다. 이를 제거하기 위해 건조 공기의 흐름 속에서 열처리를 하거나, 합성 후 2차 열처리 과정에서 $500^{\circ}C$의 온도에서 건조공기의 흐름을 유지하며 annealing 처리를 하는 것이 전지의 특성을 크게 개선하는 것으로 관찰되었다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제11권4호
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• pp.411-420
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• 2020

Undesirable interfacial reactions between the cathode and sulfide electrolyte deteriorate the electrochemical performance of all-solid-state cells based on sulfides, presenting a major challenge. Surface modification of cathodes using stable materials has been used as a method for reducing interfacial reactions. In this work, a precursor-based surface modification method using Zr and Mo was applied to a LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂ cathode to enhance the interfacial stability between the cathode and sulfide electrolyte. The source ions (Zr and Mo) coated on the precursor-surface diffused into the structure during the heating process, and influenced the structural parameters. This indicated that the coating ions acted as dopants. They also formed a homogenous coating layer, which are expected to be layers of Li-Zr-O or Li-Mo-O, on the surface of the cathode. The composite electrodes containing the surface-modified LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂ powders exhibited enhanced electrochemical properties. The impedance value of the cells and the formation of undesirable reaction products on the electrodes were also decreased due to surface modification. These results indicate that the precursor-based surface modification using Zr and Mo is an effective method for suppressing side reactions at the cathode/sulfide electrolyte interface.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권5호
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• pp.218-224
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• 2011

저열팽창 특성을 갖는 난소결 물질인 LAS($Li_2O-Al_2O_3-SiO_2$)계를 고상 소결로 제조하였다. LAS계의 ${\beta}$-spodumene($Li_2O-Al_2O_3-4SiO_2$) 조성에 소결 조제로 $CaCO_3$를 첨가하였고, 강도 증가를 위하여 $ZrO_2$를 첨가하였다. 첨가제의 양의 변화와 소결 온도의 변화에 따른 소결 특성, 미세 구조, 기계적 특성 및 열팽창 특성에 대하여 조사하였다. 0.1 mol%의 $CaCO_3$을 첨가하였을 때, 치밀화가 증진됨을 미세구조 관찰에 의해 확인하였으며, $ZrO_2$의 첨가로 강도가 증진됨을 확인하였다. Dilatometer로 측정한 열팽창 계수는 선택된 전 조성에서 값이 $1.2{\sim}1.7{\times}10^6/^{\circ}C$임을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.259-259
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• 2007

층상구조의 전이금속 산화물($LiMO_2$, M=Co, Ni, Mn)은 리튬이차전지용 양극재료로 활발한 연구가 진행되고 있다. 차세대 리튬이차전지 시스템의 개발 및 고성능화를 위해서는 전지의 용량을 결정하는 핵심 부품인 양극재료의 고용량화 및 고안정화는 필수 불가결하다. 따라서 본 연구에서는 상업적으로 큰 장점이 있는 고상반응 공정을 이용하여 리튬이차전지용 양극소재를 제조하고, 소재의 전기화학적, 구조적인 특성을 평가하였으며, 다음과 같은 주제를 가지고 연구를 진행하였다. $LiCoO_2$ 양극재료는 리튬이온전지로 널리 사용되고 있다. 높은 에너지 밀도의 리튬이온전지를 얻기 위해서는 $LiCoO_2$ 양극재료가 고용량화 및 고밀도화를 가져야 한다. 여기서 $LiCoO_2$ 분말이 irregular particle morphology를 가지면 tap density가 $2.2-2.4gcm^{-3}$로 에너지 밀도가 낮으나, 구형 $LiCoO_2$의 정극재료는 tap density가 $2.6-2.8gcm^{-3}$로 상대적으로 energy density가 높아지는 효과가 있다. 구형 $LiCoO_2$ 양극재료를 합성하기 위해서는 chelating agent를 이용한 "controlled crystallization" 침전법을 사용하여 합성한 구형 코발트 수화물을 사용하고 있다. "controlled crystallization" 침전법에서 사용되는 chelating agent로는 주로 ammonia가 이용되고 있다. 본 연구에서는 chelating agent로 ethylene diamine을 사용하여 sodium hydroxides를 precipitation으로 침전 반응하여 구형 코발트 수화물을 합성하였다. 상기 방법으로 합성된 코발트 수화물과 리튬 수화물($LiOH{\cdot}H_2O$-고순도화학(高殉道化學))을 사용하여 고상법을 통하여 $LiCoO_2$를 합성하였다. 제조된 분말의 결정구조와 전기화학적 특성분석은 X-선 회절분석 및 리트벨트 구조정산, 그리고 충/방전 싸이클링을 수행하였으며, 분말의 미세구조 변화를 SEM을 이용하여 분석하였다.

• 전기화학회지
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• 제18권2호
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• pp.58-67
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• 2015

음극 표면에 solid electrolyte interphase (SEI)를 형성하는 전해질 첨가제인 lithium bis(oxalate) borate (LiBOB), fluoroethylene carbonate (FEC), vinylene carbonate (VC), 2-(triphenylphosphoranylidene) succinic anhydride (TPSA)를 $Li(Ni_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3})O_2$ (NCM)/graphite 전지에 도입하여 고온 저장 특성을 비교하였다. 각 전지를 50%의 충전상태(stage of charge, SOC)에서, 고온 저장($60^{\circ}C$, 20일) 시킨 이후의 용량 유지율을 확인한 결과, LiBOB 1 wt.%가 가장 우수한 용량 유지 특성(초기 방전용량 대비 86.7%)을 나타내었다. LiBOB 1 wt.%의 경우 고온 저장 전후의 전지 저항 증가 및 SEI 두께 변화가 가장 적었고, 이는 음극 SEI에 포함된 다량의 semi-carbonate 물질과 연관성이 높다고 판단된다. 또한, LiBOB 1 wt.%가 포함된 NCM/graphite 전지의 상온($25^{\circ}C$) 및 고온수명($60^{\circ}C$) 특성도 기준 전해액(1.15 M lithium hexafluorophosphate (LiPF6) in ethylene carbonate/ethyl methyl carbonate (EC/EMC, 3/7 by volume))보다 각각 6%와 9% 향상된 결과를 보여주었다. 따라서, LiBOB이 상온 성능을 동등 이상으로 유지하면서도 고온 특성을 개선할 수 있는 우수한 전해액 첨가제로 판단된다.

• 한국분말재료학회지
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• 제23권1호
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• pp.33-37
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• 2016

10 wt.% and 20 wt.%$Li-TiO_2$ composite powders are synthesized by a sol-gel method using titanium isopropoxide and $Li_2CO_3$ as precursors. The as-received amorphous 10 wt.%$Li-TiO_2$ composite powders crystallize into the anatase-type crystal structure upon calcination at $450^{\circ}C$, which then changes to the rutile phase at $750^{\circ}C$. The asreceived 20 wt%$Li-TiO_2$ composite powders, on the other hand, crystallize into the anatase-type structure. As the calcination temperature increases, the anatase $TiO_2$ phase gets transformed to the $LiTiO_2$ phase. The peaks for the samples obtained after calcination at $900^{\circ}C$ mainly exhibit the $LiTiO_2$ and $Li_2TiO_3$ phases. For a comparison of the photocatalytic activity, 10 wt.% and 20 wt.% $Li-TiO_2$ composite powders calcined at $450^{\circ}C$, $600^{\circ}C$, and $750^{\circ}C$ are used. The 20 wt.%$Li-TiO_2$ composite powders calcined at $600^{\circ}C$ show excellent efficiency for the removal of methylorange.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제11권2호
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• pp.187-194
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• 2020

Two types of sodium cobalt pyrophosphates, triclinic Na_3.12Co_2.44(P₂O₇)₂ and orthorhombic Na₂CoP₂O₇, are compared as high-voltage cathode materials for Na-ion batteries. Na₂CoP₂O₇ shows no electrochemical activity, delivering negligible capacity. In contrast, Na_3.12Co_2.44(P₂O₇)₂ exhibits good electrochemical performance, such as high redox potential at ca. 4.3 V (vs. Na/Na⁺) and stable capacity retention over 50 cycles, although Na_3.12Co_2.44(P₂O₇)₂ delivered approximately 40 mA h g^-1. This is attributed to the fact that Na₂CoP₂O₇ (~3.1 Å) has smaller diffusion channel size than Na_3.12Co_2.44(P₂O₇)₂ (~4.2 Å). Moreover, the electrochemical performance of Na_3.12Co_2.44(P₂O₇)₂ is examined using Na cells and Li cells. The overpotential of Na cells is smaller than that of Li cells. This is due to the fact that Na_3.12Co_2.44(P₂O₇)₂ has a smaller charge transfer resistance and higher diffusivity for Na⁺ ions than Li⁺ ions. This implies that the large channel size of Na_3.12Co_2.44(P₂O₇)₂ is more appropriate for Na⁺ ions than Li⁺ ions. Therefore, Na_3.12Co_2.44(P₂O₇)₂ is considered a promising high-voltage cathode material for Na-ion batteries, if new electrolytes, which are stable above 4.5 V vs. Na/Na⁺, are introduced.