• 제목/요약/키워드: $Li_2Mn_3O_7$

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Synthesis of Li2Mn3O7 and Application to Hybrid Capacitor

  • Kim, Hun-Uk;Shin, Kyoung-Hee;Lee, Bum-Suk;Jeon, Myung-Seok;Jung, Kyu-Nam;Sun, Yang-Kook;Jin, Chang-Soo
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제1권2호
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    • pp.97-101
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    • 2010
  • In order to apply hybrid capacitor, $Li_2Mn_3O_7$ was synthesized by combustion method using $LiNO_3$, $Li(CH_3COO){\cdot}2H_2O$ and $Mn(CH_3COO){\cdot}4H_2O$. Spinel pattern was identified the samples calcined over $400^{\circ}C$ in XRD. Intensity of $Mn_2O_3$ peak increased as the calcination temperature increased. To decide n/p ratio and to investigate electrochemical properties, charge-discharge tests of Li/$Li_2Mn_3O_7$ and Li/AC half-cell were carried out. Applying to AC/$Li_2Mn_3O_7$ hybrid capacitor, it had high discharge capacitance of 32.8 F/cc at 100 mA/g.

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.

Electrochemical Performances of the Fluorine-Substituted on the 0.3Li2MnO3·0.7LiMn0.60Ni0.25Co0.15O2 Cathode Material

  • Kim, Seon-Min;Jin, Bong-Soo;Park, Gum-Jae;Kim, Hyun-Soo
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제5권3호
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    • pp.87-93
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    • 2014
  • The fluorine-substituted $0.3Li_2MnO_3{\cdot}0.7Li[Mn_{0.60}Ni_{0.25}Co_{0.15}]O_{2-x}F_x$ cathode materials were synthesized by using the transition metal precursor, $LiOH{\cdot}H_2O$ and LiF. This was to facilitate the movement of lithium ions by forming more compact SEI layer and to reduce the dissolution of transition metals. The $0.3Li_2MnO_3{\cdot}0.7Li[Mn_{0.60}Ni_{0.25}Co_{0.15}]O_{2-x}F_x$ cathode material was sphere-shaped and each secondary particle had $10{\sim}15{\mu}m$ in size. The fluorine-substituted cathodes initially delivered low discharge capacity, but it gradually increased until 50th charge-discharge cycles. These results indicated that fluorine substitution gave positive effects on the structural stabilization and resistance reduction in materials.

SHS합성법에 의한 리튬이온이차전지용 정극활물질 LiMn2O4 의 제조 (Synthesis of LiMn2O4 Powders Using Li-Ion Secondary Battery by SHS Process)

  • 장창현;;김정한;원창환
    • 한국세라믹학회지
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    • 제42권7호
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    • pp.503-508
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    • 2005
  • A simple and effective method for the synthesis of LiMn$_{2}$O$_{4}$ powder as a cathode material for lithium secondary battery is reported. Micrometer size LiMn$_{2}$O$_{4}$ was prepared by combustion synthesis technique employing initial mixture of l.l LiNO$_{3}$ -1.3Mn-0.7MnO$_{2}$-1NaCl composition. Parametric study of the combustion process including molar ratio of Mn/MnO$_{2}$ and NaCl concentration were carried out under air atmosphere. The combustion products obtained were additionally heat treated at the temperature 900$^{\circ}C$ and the washed by distilled water. The results of charging-discharging characteristics revealed that LiMn$_{2}$O$_{4}$ cell synthesized in the presence of NaCl had a high capacity and much better reversibility than one formed without NaCl An approximate chemical mechanism for LiMn$_{2}$O$_{4}$ formation is proposed.

Electrochemical Characteristics of LiMnO2 for Lithium Secondary Battery

  • Jin Bo;Jun Dae-Kyoo;Gu Hal-Bon
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제7권2호
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    • pp.76-80
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    • 2006
  • Well-defined orthorhombic $LiMnO_2\;and\;LiCo_{0.1}Mn_{0.9}O_2$ were synthesized by a solid-state reaction and quenching process. X-ray diffraction (XRD) results revealed that the as-synthesized powders showed an orthorhombic phase of a space group with Pmnm. The $Li/LiMnO_2\;and\;Li/LiCo_{0.1}Mn_{0.9}O_2$ cells were constituted and cycled galvanostatically in the voltage range of 2.0-4.3 V vs. $Li/Li^+$ at a current density of $0.5\;mA\;cm^{-2}$ at room temperature and $50^{\circ}C$, respectively. The results demonstrated that the highest specific capacity of $Li/LiMnO_2$ cells at room temperature and $50^{\circ}C$ was 95 and $155\;mAh\;g^{-1}$, respectively. As for $Li/LiCo_{0.1}Mn_{0.9}O_2$ cells, the highest specific capacity at room temperature and $50^{\circ}C$ was 160 and $250\;mAh\;g^{-l}$, respectively. It could be seen that the performance of $Li/LiCo_{0.1}Mn_{0.9}O_2$ cells was better than that of $Li/LiMnO_2$ cells.

Mn 첨가량 변화에 따른 Tb/Mn이 첨가된 화학양론조성 LiNbO3 단결정의 광학적 특성 (Optical Properties of Stoichiometric Tb/Mn Co-doped LiNbO3 Single Crystals Dependent on Mn Concentration)

  • 이성문;신동익;김근영;백승욱;윤대호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.92-95
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    • 2004
  • Micro-Pulling Down (${\mu}$-PD) 법을 이용하여 $MnO_2$$Tb_4O_7$를 첨가하여 crack. 열 strain 등의 결함이 없는 화학양론조성의 $LiNbO_3$ 단결정을 c-축으로 직경 1.0mm, 길이 25-30mm의 크기로 성장시켰다. Electron Probe Micro Analysis (EPMA)를 이용하여 결정 내에 $MnO_2$$Tb_4O_7$이 균일하게 분포되어 있음을 확인하였다. 또한 Fourier Transform-Infrared Spectrophotometer (FT-IR)을 사용하여 OH 흡수밴드를 관찰하였고, 성장된 결정의 $MnO_2$$Tb_4O_7$ 첨가에 따른 형광특성의 변화를 측정하였다.

다양한 $MnO_{2}$ 구조에 따른 2차전지용 $Li_{x}Mn_{2}O_{4}$ 합성에 관한 연구 (A study on synthesis of $Li_{x}Mn_{2}O_{4}$ for asecondary battery with various $MnO_{2}$ structure)

  • 김익진;이영훈;이종호;이재한;장동환;이경희;고영신
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.600-608
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    • 1996
  • 리튬 이온이 intercalation되어 스핀넬 구조를 이루고 있는 $Li_{x}Mn_{2}O_{4}(0.2{\leq}x{\leq}2.0)$의 구조적 특성을 X-선 회절분석과 Li/1M $LiClO_{4}$-propylene carbonate solution/$Li_{x}Mn_{2}O_{4}$ 전지에서 이들의 구조적 특징에 의한 전기화학적 특성을 연구하였다. $Li_{x}Mn_{2}O_{4}$의 전기화학적 특성에 대한 조성과 반응온도의 영향은 상전이 현상과, 결정 상수 측정과 열분석에 의하여 연구하였다. 산처리 후 $Li_{x}Mn_{2}O_{4}$는 거의 순수한 ${\lambda}-MnO_{2}$구조로 상전이 되었으며 이때 격자상수 $a_{c}$가 8.255에서 $8.031\;{\AA}$으로 수축되었다. $Li_{x}Mn_{2}O_{4}$의 조성 범위가 $0.2{\leq}x{\leq}0.6$일 때 격자상수 $8.255\;{\AA}$의 단일상을 나타내며 3.9~3.7 V의 전위 평탄 영역을 나타낸다.

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리튬 이차전지용 LiMn1.92Co0.08O4, LiNi1-yCoyO2 의 합성과 그들의 혼합물의 전기화학적 특성 (Syntheses of LiMn1.92Co0.08O4 and LiNi1-yCoyO2 and Electrochemical Properties of their Mixtures for Lithium Secondary Battery)

  • 권익현;김훈욱;송명엽
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.62-71
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    • 2004
  • $LiMn_{1.92}Co_{0.08}O_4-x\;wt.%LiNi_{0.7}Co_{0.3}O_2$를 단순화한 연소법에 의하여 합성하고, 그것들의 전기화학적 특성을 조사하였다. 또한 30분동안 밀링하여 준비한 $LiMn_{1.92}Co_{0.08}O_4-x\;wt.%LiNi_{0.7}Co_{0.3}O_2$ (x=9, 23, 33, 41 and 47) 혼합물 전극의 전기화학적 특성을 조사하였다. x=33 조성의 전극이 가장 큰 초기방전용량(132.0mAh/g at 0.1C)을 나타내었다. x=9조성의 전극은 비교적 큰 초기방전용량(109.9mAh/g at 0.1C)과 우수한 싸이클 특성을 나타내었다. 싸이클링에 따른 혼합물 전극의 방전용량의 감소는 주로 $LiNi_{0.7}Co_{0.3}O_2$의 퇴화에 기인한다고 생각된다. 그런데 $LiNi_{0.7}Co_{0.3}O_2$의 퇴화는 $LiMn_{1.92}Co_{0.08}O_4$로부터 용해된 Mn이 $LiNi_{0.7}Co_{0.3}O_2$를 둘러쌈(coating)으로써 야기되는 것으로 생각된다.

연소합성법에 의한 결함구조 Li4Mn5O12제조와 하이브리드 커패시터 적용 (Synthesis of Defective-Structure Li4Mn5O12 by Combustion Method and Its Application to Hybrid Capacitor)

  • 김훈욱;선양국;이범석;진창수;신경희
    • 전기화학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.103-109
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    • 2010
  • $LiNO_3$, $Li(CH_3COO){\cdot}2H_2O$ 그리고 $Mn(CH_3COO)_2{\cdot}4H_2O$를 출발물질로 하여 $Li_4Mn_5O_{12}$를 합성 하였으며 합성방법은 연소합성법을 사용하였다. $Li_4Mn_5O_{12}$$400^{\circ}C$ 이상의 열처리 온도에서 얻을 수 있었으나 $400^{\circ}C$로 열처리 하였을 때 $Mn_2O_3$가 같이 존재하는 것을 관찰할 수 있었다. $400^{\circ}C$에서 5시간동안 열처리한 $Li_4Mn_5O_{12}$를 3.7~4.4 V의 전압범위에서 1C-rate로 충방전 하였을 때 가장 좋은 첫 번째 방전용량(41.5 mAh/g)을 나타내었다. 이것을 하이브리드 커패시터에 적용하였을 때 100 mA/g의 전류밀도에서 24.74 mAh/g (10.46 mAh/cc)의 방전용량을 나타내었으며 이때의 에너지 밀도는 39 Wh/kg (16.49Wh/cc)으로 우수하였다.

Electrochemical Properties of 0.3Li2MnO3·0.7LiMn0.55Ni0.30Co0.15O2 Electrode Containing VGCF for Lithium Ion Battery

  • Kim, Jeong-Min;Jeong, Minchan;Jin, Bong-Soo;Kim, Hyun-Soo
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제5권1호
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    • pp.32-36
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    • 2014
  • The $0.3Li_2MnO_3{\cdot}0.7LiMn_{0.55}Ni_{0.30}Co_{0.15}O_2$ cathode material was prepared via a co-precipitation method. The vapor grown carbon fiber (VGCF) was used as a conductive material and its effects on electrochemical properties of the $0.3Li_2MnO_3{\cdot}0.7LiMn_{0.55}Ni_{0.30}Co_{0.15}O_2$ cathode material were investigated. From the XRD pattern, the typical complex layered structure was confirmed and a solid solution between $Li_2MnO_3$ and $LiMO_2$ (M = Ni, Co and Mn) was formed without any secondary phases. The VGCF was properly distributed between cathode materials and conductive sources by a FE-SEM. In voltage profiles, the electrode with VGCF showed higher discharge capacity than the pristine electrode. At a 5C rate, 146 mAh/g was obtained compared with 232 mAh/g at initial discharge in the electrode with VGCF. Furthermore, the impedance of the electrode with VGCF did not changed much around $9-10{\Omega}$ while the pristine electrode increased from 21.5${\Omega}$ to $46.3{\Omega}$ after the $30^{th}$ charge/discharge cycling.