• 공업화학
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• 제9권5호
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• pp.774-780
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• 1998

스피넬 구조인 $LiMn_2O_4$의 안정성을 향상시키기 위해서 망간과 비슷한 이온반경을 갖는 여러 가지 금속원소, Mg, Fe, V, W, Cr, Mo들을 일부 치환하였으며 ($LiM_xMn_{2-x}O_4(0.05{\leq}x{\leq}0.02)$), 이 결과 $LiM_xMn_{2-x}O_4$ 정극은 정극물질로 사용할 경우 $LiMn_2O_4$보다 낮은 용량감소를 나타냈다. 그리고 화학확산계수의 측정 결과 $LiMg_{0.05}Mn_{1.9}O_4$와 $LiCr_{0.1}Mn_{1.9}O_4$의 화학확산계수는 $LiMn_2O_4$보다 약 10배 이상 크게 나타났다. 이러한 결과를 볼 때 $LiMn_2O_4$에 여러 가지 금속원소를 치환시킴으로 구조적인 안정화로 인한 전기화학적 성능을 향상시킬 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.133-136
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• 1999

We report on the electrochemical properly of LiZ $n_{x}$Mn $_{2-x}$ $O_4$ for different degrees of Zn substitution(x) Though all cathode material showed spinel phase based on cubic phase in X-ray diffraction, other peaks(M $n_2$ $O_3$ or M $n_3$ $O_4$) gradually exhibited and became intense with the increase of x vague in LiZ $n_{x}$Mn $_{2-x}$ $O_4$. In addtion, TG-DTA analysis exhibited that both LiM $n_2$ $O_4$ and LiZ $n_{0.1}$ M $n_{1.9}$ $O_4$ occurred the weight loss(TG) and the endothermic and exothermic reaction(DTA) until 80$0^{\circ}C$ When x=0.1 in LiZ $n_{x}$Mn $_{2-x}$ $O_4$ cathode materials showed the charge and discharge capacity of about 100mAh/g at first cycle and about 70mAh/g after tooth cycle.cle.e.cle.e.e.e.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.387-390
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• 1999

To improve the cycle performance LiM $n_2$ $O_4$as the cathode of 4V class lithium secondary batteries, the cathode properties of the cubic spinel phases LiM $g_{x}$ /M $n_{2-x}$/ $O_4$ synthesized at 80$0^{\circ}C$ were examined. All cathode material showed spinel phase based on cubic phase in X-ray diffraction however. other peaks gradually exhibited and became intense with the increase of x value in LiM $g_{x}$ /M $n_{2-x}$/ $O_4$. The cycle performance of the LiM $g_{x}$ /M $n_{2-x}$/ $O_4$was improved by the substitution of $Mg^{2+}$ for M $n^{3+}$ in the octahedral sites. Specially LiM $g_{0.1}$/M $n_{1.9}$ / $O_4$cathode materials showed the charge and discharge capacity of about 130~125mAh/g at first cycle and about 105mAh/g after 50th cycle. It is excellent than that of pure LiM $n_{2}$/ $O_4$ which 125mAh/g at first cycle 70mAh/g at 50th. In addition cathode material prepared at 80$0^{\circ}C$ for 24hr and 42hr in the charge and discharge capapcity as well as the cycle stability.ility.y.y.

• 공업화학
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• 제10권6호
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• pp.832-837
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• 1999

수용액계에서 정극활물질의 안정성을 1 M LiOH 용액에서 Tafel plot를 통해서 측정하였으며, 이 때 $LiM_xMn_{2-x}O_4$(x=0.05~0.1) 전극은 100 mA에서 0.13~0.15 mV의 과전압으로 $LiMn_2O_4$ 전극보다 0.05 mV가 낮은 과전압을 나타냈다. 또한 전위변화에 따른 전해질의 전도도는 $LiM_xMn_{2-x}O_4$가 스피넬 구조의 $LiMn_2O_4$보다 높고 나타났으며, $Mn^{+2}$의 용해에 의한 용액저항은 상대적으로 낮게 나타났다.

• 전기화학회지
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• 제11권3호
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• pp.197-210
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• 2008

리튬이차전지용 양극재는 전지 성능발전과 더불어 다양하게 발전되어 왔다. 처음으로 채용된 $LiCoO_2$는 초기의 부족한 성능을 도핑이나 표면개질이라는 기술을 채용하여 지속적인 발전을 거듭하면서 최근 4.3V에 가까운 충전전압에서도 적용 가능하게 되었다. 한편으로 응용기기가 복잡해지면서 요구되는 특성도 한층 강화되었다. 높은 작동전압 뿐만 아니라 고용량이 요구되면서 새로운 재료에 대한 연구개발이 시작되었고, 그 중에서도 ${LiNi}_{1-x}{M_xO_2}$, $Li[Ni_{x}Mn_{y}Co_{z}]O_{2}$, $Li[{Ni}_{1/2}{Mn}_{1/2}]O_{2}$등 다양한 재료들이 개발되기에 이르렀다. 최근에는 고유가에 따라 전기자동차용 개발이활발해지면서 고안전성의 새로운 재료가 필요하게 되었고, 이러한 요구에 수렴하여 ${LiMn_2}{O_4}$, $LiFePO_4$와 같은 안전성이 매우 우수한 재료가 개발되었다. 향 후 양극재 부분은 이외에도 다양한 상들이 고용량과 동시에 안전성이 뛰어난 고용체를 이루고 있는 복합체 양극재를 비롯하여 다양한 재료들이 개발될 것으로 여겨진다.

• 전기화학회지
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• 제7권1호
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• pp.1-8
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• 2004

This paper deals with the recent development of high-voltage cathode materials of mono- and di- metal ions substituted spinel $LiMn_2O_4$ for lithium batteries. $LiCu_xMn_{2-x}O_4(0{\leq}x{\leq}0.5)$ shows reversible intercalation/deintercalation in two potential regions, $3.9\~43\;and\;4.8-5.0V$ and stable electrochemical cycling behavior but with low capacity. $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$ obtained by a sol-gel process delivers a capacity of 127mAh $g^{-1}$ on the first cycle and sustains a value of 124 mAh $g^{-1}$ even after the 60th cycle. The $Li_xCr_yMn_{2-y}O_4(0{\leq}x{\leq}0.5)$ solid-solutions exhibit enhanced specific capacity, larger average voltage, and improved cycling behaviors for low Cr content. $LiCr_yMn_{2-y}O_4$ presents a reversible Li deintercalation process at 4.9V, whose capacity is proportional to the Cr content in the range of $0.25{\leq}x{\leq}0.5$ and delivers higher capacities. $LiM_yCr_{0.5-y}Mn_{1.5}O_4(M=Fe\;or\;Al)$ shows that the capacity retention is lowered compared with lithium manganate. The cumulative capacities obtainable with Al-substitutted materials are less than those with Fe-substituted materials. $LiCr_xNi_{0.5-x}Mn_{1.5}O_4(x=0.1)$ delivers a high initial capacity of 1$152mAh\;g^{-1}$ with excellent cycleability.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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• pp.455-458
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• 2001

Spinel $LiMn_{2-y}$$M_{y}$ $O_4$powder was prepared solid-state method by calcining the mixture of LiOH - $H_2O$, Mn $O_2$, ZnO and MgO at 80$0^{\circ}C$ for 36h. To investigate the effect of substitution with Mg, Zn cation, charge-discharge experiments and initial impedance spectroscopy performed. The structure of $LiMn_{2-y}$$M_{y}$ $O_4$crystallites was analyzed from powder X-ray diffraction data as a cubic spinel, space group Fd3m. all cathode material showed spinel phase based on cubic phase in X-ray diffraction. Ununiform which calculated by (111) face and (222) face was constant in spite of the change of y value, except PUf\ulcorner LiM $n_2$ $O_4$. The discharge capacities of the cathode for the cation subbstitUtes $LiMn_{2-y}$$M_{y}$ $O_4$/Li cell at the 1st cycle and at the 40th cycle were about 120~124 and 108~112mAh/g except LiM $n_{1.9}$Z $n_{0.1}$ $O_4$/Li cell, respectively. This cell capacity is retained by 93% after 40th cycle. AC impedance of $LiMn_{2-y}$$M_{y}$ $O_4$/Li cells revealed the similar resistance of about 65~110$\Omega$ before cycling. before cycling.g.g.

• 전기화학회지
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• 제10권4호
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• pp.239-244
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• 2007

산소자리에 치환된 불소가 $Li_{1-x}FeO_2Li_xMnO_2$ (Mn/(Mn + Fe) = 0.8) 양극 활물질에 미치는 영향을 고찰하기 위해 다양한 양의 불소를 치환시킨 $Li_{1-x}FeO_{2-y}F_y-Li_xMnO_2$ (Mn/(Mn + Fe) = 0.8, $0.05{\le}y{\le}0.15$) 양극 활물질을 고상법을 이용하여 합성하였다. 불소 미치환 시료 및 치환양이 0.05와 0.1의 시료의 경우, $1-1.5\;{\mu}m$ 크기의 막대 형상 분말 형태에 50-100 nm정도의 작은 구형 입자들이 주위에 분포되어 있는 형태이었다. 반면, 불소 치환양이 0.15인 시료의 경우, 그 모양이 구형으로 변화되어지며 입자가 급격하게 성장하였다. 합성된 시료를 이용하여 제작된 셀들의 충 방전 수행 결과, $Li/Li_{1-x}FeO_{1.9}F_{0.1}-Li_xMnO_2$ 셀이 163 mAh/g의 가장 높은 초기용량을 보였으며 50 싸이클 후에도 95%의 높은 가역 특성을 보였다. 특히, 활물질내의 불소 치환양이 증가할수록 초기 방전용량도 같이 증가하였으나, 불소이온의 치환양이 일정량을 (y>0.1) 넘는 경우에는 산소 자리에 불소이온이 완전하게 치환되지 못하고 불순물로 존재함으로써 전지의 가역특성을 현저하게 저하시키는 요인으로 작용함을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.383-390
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• 2001

We have investigated the L $i_{1+x}$M $n_2$ $O_4$system as a cathode material for lithium rechargeable batteries. To improve the cycle performance of spinel LiM $n_2$ $O_4$ as the cathode of 4V class lithium secondary batteries, spinel phase L $i_{1+x}$M $n_2$ $O_4$(x=0, 0.025, 0.05, 0.075) was prepared at 75$0^{\circ}C$ for 48h. The preparation of L $i_{1+x}$M $n_2$ $O_4$ from L $i_2$ $O_3$ and Mn $O_2$ under air is studied. The compounds were synthesized by using solid-state reaction. Structural refinements were carried out with a Rietveld-refinement program. Electrochemical properties were examined using the Li/L $i_{1+x}$M $n_2$ $O_4$ cells. The capacity of L $i_{1+x}$M $n_2$ $O_4$ decreases with increases lithium content, while the cycle life improves. The initial discharge capacity are 118mAh/g and 116mAh/g for LiM $n_2$ $O_4$ decreases with increases lithium content, while the cycle life improves. The initial discharge capacity are 118mAh/g and 116mAh/g for LiM $n_2$ $O_4$ and L $i_{1.025}$M $n_2$ $O_4$, respectively.pectively.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.309-315
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• 2001

Crystallized $LiMn_{2-y}Mg_{y}O_4$ powder was prepared by calcing the mixture of LiOH.$H_2O$, $MnO_2$ and MgO at $800^{\circ}C$ for 36h in an air atmosphere. The structure of $LiMn_{2-y}Mg_{y}O_4$ crystallites was analyzed from powder X-ray diffraction data as a cubic spinel, space group Fd3m. Though all cathode material showed spinel phase based on cubic phase in X-ray diffraction, other peaks gradually exhibited and became intense with increasing y value in $LiMn_{2-y}Mg_{y}O_4$. However, ununiform which calculated by (111) face and (222) face was constant in spite of the increase of y value, except pure $LiMn_2O_4$. AC impedance of Li/$LiMn_{2-y}Mg_{y}O_4$ cells revealed the similar resistance of about $70\Omega$ before cycling. In addition, The impedance of Li/$LiMn_{1.9}Mg_{0.1}O_4$ cell changed during charge and discharge or after cycling.