• 제목/요약/키워드: $Li_2MnO_3$

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Synthesis of orthorhombic $LiMnO_2$ and its electrochemical properties

  • Kim, Jung-Min;Chung, Hoon-Taek
    • 한국결정성장학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.51-56
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    • 2005
  • We prepared orthorhombic $LiMnO_2$ by emulsion drying method. The thermo-gravimetric measurement and X-ray diffraction studies indicated that the orthorhombic $LiMnO_2$ phase was formed above $800^{\circ}C$ by oxygen evaporation process from $LiMn_2O_4$ and $Li_2MnO_3$. In this process, we could control the ordering of $LiMnO_2$ with heating rate. It was observed that electrochemical properties depended on the ordering of this material; the ordered one exhibited good capacity retention, whereas the disordered one suffered capacity fading upon cycling, especially in the 3 V region. Transmission electron microscopic (TEM) study showed that this difference is related with difference in the stress relieving effects in the samples.

단순화한 연소법에 의해 합성한 LiMn1.92Co0.08O4와 LiNi0.7Co0.3O2 혼합물의 전기화학적 특성 (Electrochemical Properties of LiMn1.92Co0.08O4 and LiNi0.7Co0.3O2 Mixtures Prepared by a Simplified Combustion Method)

  • 송명엽;권익현;김훈욱
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권10호
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    • pp.735-741
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    • 2004
  • 단순화한 연소법에 의해 합성한 $LiMn_{1.92}Co_{0.08}O_4$$LiNi_{0.7}Co_{0.3}O_2$의 혼합물의 전기화학적 성질을 알아보기 위하여, 30분 동안 milling하여 $LiMn_{1.92}Co_{0.08}O_4$-x wt$\%$ $LiNi_{0.7}Co_{0.3}O_2$ (x=9, 23, 33, 41, and 47) 조성의 혼합물을 제조하였다. x=9 조성의 전극이 비교적 큰 초기방전용량(109.9mAh/g at 0.1C)과 좋은 싸이클 성능을 가지고 있었다. 싸이클링에 따른 혼합물 전극의 방전용량 감소는 주로 $LiNi_{0.7}Co_{0.3}O_2$의 퇴화에 기인한다고 생각된다. $LiNi_{0.7}Co_{0.3}O_2$의 퇴화는 $LiMn_{1.92}Co_{0.08}O_4$로부터 용해된 Mn이 $LiNi_{0.7}Co_{0.3}O_2$ 입자를 둘러싸서(coating) 일어나는 것으로 판단된다.

리튬 폴리머 전지용 $LiMnO_2$의 열처리 온도에 따른 충방전 특성 (Charge-discharge Properties of $LiMnO_2$ as a Function of Heat Treatment Temperature for Lithium Polymer Batteries)

  • 조영재;위성동;김상기;구할본;김종욱;박계춘
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 춘계학술대회 논문집 센서 박막재료
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    • pp.23-26
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    • 2001
  • The properties of $LiMnO_2$ was studied as a cathode active material for lithium polymer batteries. $LiMnO_2$ cathode active materials were synthesized by the reaction of $LiOH{\cdot}H_2O$ and $Mn_2O_3$ at various temperature under argon atmosphere. The powders were characterized by the X -ray diffraction. For lithium polymer battery applications, the $LiMnO_2$ cell was characterized electrochemically by charge-discharge experiments and a.c. impedance spectroscopy. And the relationship between the characteristics of powders and electrochemical properties was studied in this research. A maximum discharge capacity of 160~170 mAh/g for o-$LiMnO_2$ cell was achieved. The capacity of o-$LiMnO_2$ electrode demonstrated better than of the spinel $LiMnO_2$ by solid-state reaction.

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리튬 이온 이차전지 Cathode용 Li(Mn$_{1-}$$\delta$Nb$\delta$)$_2$O$_4$의 전기적 특성 (Electrical Characteristics of Li(Mn$_{1-}$$\delta$Nb$\delta$)$_2$O$_4$ Cathode Materials for Li-Ion Secondary Batteries)

  • 오용주;유광수
    • 한국세라믹학회지
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    • 제35권9호
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    • pp.995-1001
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    • 1998
  • As a basic study for cathode materials of {{{{ { {LiMn }_{2 }O }_{4 } }}-based lithium-ion secondary batteries Li({{{{ { { { {Mn }_{1-$\delta$ }Nb }_{$\delta$} )}_{2 }O }_{4 } }} ($\delta$=0.05, 0.1, 0.2) materials which Nb is substituted for Mn were synthesized by the solid state reaction at 80$0^{\circ}C$ and 110$0^{\circ}C$ respectively. The second phase {{{{ { LiNbO}_{3 } }} appeared above $\delta$=0.1 As the result of im-pedance analysis as the amount of substituted Nb increased the resistivity of grain boundary increased greatly. Compared to undoped-{{{{ { {LiMn }_{2 }O }_{4 } }} the electrical conductivity of Li({{{{ { { { {Mn }_{1-$\delta$ }Nb }_{$\delta$} )}_{2 }O }_{4 } }} decreased slightly but is charging capacity and potential plateau increased.

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3차원 구조의 $LiMn_2O_4$ 박막전극의 제조 및 전기화학적 특성 (Fabricatoin and electrochemical property of 3-dimesional $LiMn_2O_4$ thin film)

  • 박보건;유제혁;박용준
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.64-65
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    • 2008
  • 3D microbattery에 사용할 수 있는 $LiMn_2O_4$ 3차원 박막전극을 제조하여 그 전기화학적 특성을 관찰하였다. 3차원 구조의 형성을 위하여 먼저 polystyrene(PS) microsphere를 platinum이 증착된 Si/$SiO_2$ 기판위에 dip-coating 방식으로 코팅시켜 template로 사용하였다. 그 위에 sol-gel법을 이용, 박막을 형성시킨 후 template 를 제거하는 방식으로 $LiMn_2O_4$ 3차원 박막전극을 형성하였는데 이때 solution은 Lithium acetylacetonate[$LiCH_3CO-CHCOCH_3$], Manganese(III) acetylacetonate [Mn$(CH_3COCHCOCH_3)_3$]를 source 물질로 1-butanol과 acetic acid를 solvent로 활용하여 제조하였다.

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$LiMn_{2-y}M_{y}O_4$ 정극 활물질의 전기화학적 특성 - I. $LiMn_{2-y}Mg_{y}O_4$의 결정 구조 및 AC Impedance 특성 (The Electrochemical Characterization of $LiMn_{2-y}M_{y}O_4$ Cathode Material - I. Crystal Structure and AC Impedance Properties of $LiMn_{2-y}Mg_{y}O_4$)

  • 정인성;김종욱;구할본;김형곤;손명모
    • 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.

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Chemical manganese dioxide(CMD)를 이용한 $LiMn_2O_4$ 합성 및 특성평가 (Synthesis and characterigation of $LiMn_2O_4$ from chemical manganese dioxide(CMD))

  • 김준일;이재원;박선민;노광철;선양국
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.452-452
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    • 2009
  • HEV용 리튬 이차전지의 양극물질로서 $LiMn_2O_4$는 일반적으로 사용되고 있는 $LiCoO_2$에 비해 값이 저렴하고 독성이 낮으며, 높은 전압과 좋은 율 특성을 갖는 물질이다. 하지만 고온에서 전이금속인 Mn이 전해액으로 용출되어 급격한 용량감소로 인한 짧은 수명의 단점을 가지고 있다. 흔히 전구체로 쓰이는 $MnO_2$, $Mn_3O_4$, MnOOH등은 전기 분해법을 이용한 EMD가 주로 이용된다. 본 연구에서는 출발 물질로 $KMnO_4$$Mn(NO_3)_2$를 수용액 반응을 시켜서 농도, 온도변화에 따른 입자 형상 및 크기와 결정상의 변화를 관찰하고, 화학적 방법으로 얻어진 $MnO_2$와 LiOH를 합성하여 각각의 $LiMn_2O_4$를 비교 분석하고자한다.

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$FePO_4$ 코팅이 $LiMn_2O_4$의 전기화학적 특성에 미치는 영향 (The effect of $FePO_4$ coating on electrochemical characteristics of $LiMn_2O_4$)

  • 이재원;김지현;박선민
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.303-303
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    • 2008
  • $LiMn_2O_4$는 출력특성이 좋고 가격이 저렴하지만 전해액 중에서 $Mn^{2+}$이 용출되어 나오는 것과 반복적인 충방전시 구조가 파괴되는 단점이 있어 이것을 보완하고자 $FePO_4\cdot2H_2O$$LiMn_2O_4$의 표면에 코팅하였다, $LiMn_2O_4$를 모재로, $FePO_4\cdot2H_2O$를 코팅재로 사용하여 $FePO_4\cdot2H_2O$의 코팅량 변화와, 열처리 온도변화에 따른 물성 변화를살펴보았다, LiOH 와 $MnO_2$의 혼합물을 $1000^{\circ}C$ 에서 소성하여 $LiMn_2O_4$를 합성하고, Fe$(NO_3)_3$ 수용액과 $NH_4H_2PO_4$ 수용액을 혼합하여 $FePO_4\cdot2H_2O$를 제조하였다, $LiMn_2O_4$$FePO_4\cdot2H_2O$를 1wt%, 2wt%, 3wt% 비율로 ball milling 을 통해 코팅한 후, 온도를 변화시키면서 열처리 하였다. 코팅한 물질을 XRD를 통해 구조를 분석하고 SEM을 이용하여 형상을 관찰하였다. 또한 고온에서의 $Mn^{2+}$의 용출량을 ICP로 측정하고 half-cell을 만들어 충방전 test를 통해 충방전 특성을 조사하였다. 아울러, 코팅량과 열처리 온도 등 합성변수들이 소재특성 및 전기화학적 특성에 미치는 영향을 조사하였다.

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리튬이온 이차전지 양극활물질 $LiMn_{2-x}Cu_{x}O_{4}$의 제작과 전극특성에 관한 연구 (The study on Fabrication and Characterization of $LiMn_{2-x}Cu_{x}O_{4}$for cathode material of Lithium-ion Battery)

  • 박종광;고건문;홍세은;윤기웅;안용호;한병성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.713-716
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    • 2001
  • In many papers, the electrochemical analysis of LiMn$_2$O$_4$shows the transition results of Mn$^{3+}$ ion. Charge ordering is accompanied by simultaneous orbital ordering due to the Jahn-Teller effect in Mnl$^{3+}$ ions. To analyze the cycle performance of LiMn$_{2-x}$Cu$_{x}$ O$_4$as the cathode of 4 V class lithium secondary batteries, XRD, TGA analysis were conducted. Although the cycle performance of the LiMn$_{2-x}$Cu$_{x}$ O$_4$was improved from pure LiMn$_2$O$_4$, the discharge capacity was significantly lower than LiCoO$_2$. In this paper, We study the Electrochemical characterization and enhanced stability of Cu-doped spinels in the LiMn$_{2-x}$Cu$_{x}$ O$_4$upon initial cycling.l cycling.

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리튬2차전지에서 다른 전구체로부터 합성된 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 양극 활물질의 특성 (Characterization of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 Cathode Materials Prepared from Different Precursors in Lithium Rechargeable Batteries)

  • 김성근;홍성완;한경식;이홍기;심중표
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제21권11호
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    • pp.1029-1035
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    • 2008
  • $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ cathode materials prepared from different precursors in lithium rechargeable batteries were characterized by various analytical methods. $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ powders were synthesized by using solid-state reaction method and their physical and chemical properties were analyzed by XRD, SEM, particle size analyzer and TCP-AES. These materials showed different crystallinity, particle size, surface morphology and chemical composition. Also, the charge/discharge cycling of $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ electrodes was carried out under various cut-off voltages and it showed different behaviors. It was found that the electrochemical cyclability of $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ was strongly related to its crystallinity.