• 제목/요약/키워드: $Li_2S$ 필름

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Li 이차전지용 유황 양극의 방전 전위에 따른 퇴화거동에 관한 연구 (A study on the Capacity Fading Mechanism of Sulfur Cathode Depending on Discharge Potential for Li Rechargeable Battery)

  • 김현석;한상철;송미상;김진호;안효준;이재영
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.46-52
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    • 2003
  • 유황 양 전극과 액체 전해질, 리튬 금속을 음극으로 사용한 리튬 유황 전지를 제조하여 그 특성을 조사하였다. 유황 전극은 유황파우더와 carbon black 을 도전재로, 그리고 바인더로 PVdF를 사용하여 제조하였다. 이렇게 제조된 셀은 두개의 다른 전압 구간에서 충방전 실험을 행하였다. 첫 번째 셀은 $S_8+{\chi}Li{\leftrightarrow}Li_2S_x(X=4{\sim}12)$ 반응만을 일어나 게 하기 위하여 2.1V 와 2.5V 사이에서, 그리고 두 번째 셀은 $Li_2S_x+{\chi}Li{\leftrightarrow}Li_2S(x=2{\sim}4)$의 반응만을 일어나게 하기 위하여 1.5V 와 2.5V 에서 충방전 하였다. 그 결과 첫 번째 셀이 더 좋은 싸이클 특성을 가지는 것을 확인 탈 수 있었다. 각 전압구간에서 각 셀이 충방전 되는 동안, 전해질 내로 녹아난 유황의 양은 큰 차치가 없는 것을 확인하였다. 그리고, 전압에 따른 전극의 임피던스를 측정한 결과, 방전이 끝난 후 큰 저항성분이 새로 생긴 것을 확인 할 수 있었다. 이는 사이클이 진행된 후의 전극표면을 SEM 분석을 행한 결과로부터 사이클이 진행된 후 전극 표면에 최종 반응 산물인 $Li_2S$ 가 피막형태로 형성된것을 확인 할 수 있었다.

PVdF계 미세기공 고분자 전해질의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Microporous Polymer Electrolytes Based on Poly(vinylidene-co-hexafluoropropylene))

  • 정강국;김종욱;안주현;김기원;안효준
    • 전기화학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.183-188
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    • 2004
  • 리튬 설퍼전지용 고분자 전해질을 개발하기 위해 상전이 방법으로 미세기공 P(VdF-HFP) 고분자 필름을 제조하였다. 미세기공 고분자 전해질은 NMP추출에 사용되는 증류수와 메탄올의 혼합 농도를 조절함으로써 고분자 필름 내부의 기공 구조 형성을 제어할 수 있었다. $80\%$ 메탄올로 제조한 미세기공 고분자 필름에 1M $LiCF_3SO_3-TEGDME/EC$의 액체 전해질을 함침시켜 제조한 고분자 전해질이 가장 높은 이온 전도도를 나타냈으며 리튬 이차전지에 사용 가능한 $2\times10^{-3}S/cm$의 이온전도도를 나타내었다. 또한 고분자 필름의 기공도가 균일하고 저장 시간에 따른 이온전도도 감소도 적었으며, 리튬 전극과의 계면저항도 가장 낮게 나타났다. 리튬염에 따른 이온전도도를 측정한 결과 $LiPF_6$를 사용한 고분자 전해질이 상온에서 $3.3\times10^{-3}S/cm$로 나타났다.

리튬전지용 Dimercaptan-Polyphenylenediamine 정극의 제막특성 (The Preparation Characteristic of Dimercaptan-Polyphenylenediamine Cathodes for Lithium Battery)

  • 박수길;이주성
    • 공업화학
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    • 제8권1호
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    • pp.114-121
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    • 1997
  • 합성한 Polyphenylenediamine(PPD)와 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole(DMcT)을 다양한 비율로 혼합한 뒤 고분자 필름전지용 정극활물질을 제막하였다. 제막한 복합전극에 대해 SEM을 이용하여 도핑 전과 후의 표면구조의 변화를 관찰하였으며, 열적 안정성은 TGA를 이용하여 조사하였다. 또한 전기화학적 특성은 cyclic voltammetry를, 전기전도도는 dry box내에서 four-probe method를 이용하여 측정하였다. 제막한 필름의 열적 안정성은 $200^{\circ}C$ 이상이었으며, 전기전도도는 DMSO에서 제막한 후, 0.4% $LiCIO_4$로 도핑한 필름의 전기전도도가 가장 우수하였으며, 이 때의 값은 약 3S/cm이었다. 또한, 전기화학적 특성을 조사하여, DMcT가 PPD의 전기화학적 활성에 영향을 미침을 확인할 수 있었다.

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층상구조 재료의 고체윤활작용을 이용한 고성능 리튬이온 전지 응용 연구동향 (Research Trend in Solid Lubricant Layered Materials for the High Performance Li-ion Batteries)

  • 허재현
    • 공업화학전망
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    • 제23권5호
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    • pp.12-20
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    • 2020
  • 최근 층상구조를 가진 전이금속 칼코겐 화합물이 새로운 고성능 리튬이온전지 음극소재로서 주목받고 있다. 층상구조 물질들의 고성능 전극 소재 활용에 있어 박리를 이용한 정확한 층의 개수 조절은 전기화학 반응성을 증가시키고, 전극 필름 내에서의 균일한 거동을 위해서 매우 중요하다. 볼 밀링 공정은 이차전지 전극 소재 제조에 있어서 주로 물질의 분쇄나 고상 화학반응을 유도하여 합금 형태의 전극 소재 개발에 보편적으로 사용되는 공정이나, 층상구조를 가진 전이금속 칼코겐 화합물에 적용하면 층상구조 물질에 고체윤활작용을 일으켜 박리가 촉진된다. 이러한 성질을 이용하여 다양한 종류의 전이금속 칼코겐 화합물(예: MoS2, MoSe2, NbSe2)에 적절한 카본 매트릭스 물질과 복합화를 통해 새로운 전극 소재를 합성하고, 이를 통해 고성능 리튬이온전지 음극 소재를 제조하는 연구 동향에 대해 보고하고자 한다.

$PEO-EDA-LiClO_4$ 블렌드계 탄성체 전해질의 제조와 특성 (Preparation and Characterization of Elastomeric Solid Electrolyte Based on $PEO-EDA-LiClO_4$ Blends)

  • 장영욱;주현석
    • Elastomers and Composites
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    • 제39권1호
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    • pp.36-41
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    • 2004
  • Poly(ethylene oxide)(PEO)와 epoxy diacrylate(EDA) 및 금속염인 LiClO_4$를 블렌드하고 자외선 가교시킴으로써 이온전도특성을 나타내는 고체 전해질을 제조하고, 제조된 전해질의 이온 전도도를 블렌드조성 염농도 및 온도 변화에 따가 측정하였다. PEO/EDA의 조성비가 70/30 wt%이고 ethylene $oxide/Li^+$의 몰비가 10인 전해질이 $25^{\circ}C$에서 $1.2{\times}10^{-5} S/cm$에 달하는 높은 이온전도도를 나타내었다. 제조된 전해질 필름은 투명하였으며 고무와 같은 탄성을 나타내었다. DSC, XRD 및 편광현미경을 이용한 모폴로지 분석으로부터 에폭시 사슬이 PEO의 결정화를 억제함으로써 완전히 무정형인 블렌드를 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.

실내 환경 개선에 적합한 식물 선발을 위한 온도, 광도, 이산화탄소 농도에 따른 관엽식물들의 생리적 반응 (Plant Physiological Responses in Relation to Temperature, Light Intensity, and CO2 Concentration for the Selection of Efficient Foliage Plants on the Improvement of Indoor Environment)

  • 박신애;김민지;류명화;오명민;손기철
    • 원예과학기술지
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    • 제28권6호
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    • pp.928-936
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    • 2010
  • 본 연구는 관엽식물 8종을 선정하여 온도, 광도, 이산화탄소 농도에 따른 식물의 광합성률을 포함한 생리반응을 살펴 보고, 그에 따른 실내 환경 개선에 효과적인 식물을 구명하고자 실시하였다. 식물재료로는 헤데라, 벤자민 고무나무, 파키라, 스파티필름, 시서스, 디펜바키아, 스킨답서스, 싱고니움을 사용하였으며, $16^{\circ}C$$22^{\circ}C$ 온도조건하에서 광도는 PPFD 0, 25, 50, 75, 100, 150, 300, 또는 $600{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 수준으로, 이산화탄소 농도는 0, 50, 100, 200, 400, 700, 또는 $1,000{\mu}molCO_2{\cdot}mol^{-1}$의 수준으로 조절하여 휴대용 광합성 측정기(Li-6400, Li Cor, USA)로 관엽식물들의 광합성 효율과 증산율을 측정하였다. 광도, 엽육내 이산화탄소 농도 변화, 그리고 온도에 따른 관엽식물들의 광합성 반응은 매우 다양했다. 약광(PPFD $0-100{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)에서의 광합성 능력을 나타내는 순양자수율은 디펜바키아를 제외한 대부분의 종에서 높게 나타났으며, 고광(PPFD $200-600{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)에서는 헤데라, 벤자민 고무나무, 파키라, 스파티필름이 높은 광합성능력을 나타내었다. 이산화탄소를 고정하는 암반응과 관련된 탄소고정효율은 시서스와 싱고니움을 제외한 6종의 관엽식물들에서 비교적 높게 나타났다. 고농도의 이산화탄소에서 광합성률이 높은 식물은 헤데라와 스파티필름이었으며, $22^{\circ}C$에서 자란 벤자민 고무나무와 파키라도 높은 광합성률을 보였다. 한편, 헤데라, 스파티필름은 증산율도 높게 나타났다. 따라서 저광, 고농도의 이산화탄소, 낮은 상대습도가 특징인 일반 가정이나 사무실 같은 실내 환경을 고려했을 때 헤데라, 벤자민 고무나무, 파키라, 스파티필름 등을 이용하는 것이 실내 환경 개선에 효과적이라고 판단되었다.

AFM을 이용한 $LiPF_6$를 주성분으로 하는 비수용액중에서의 흑연 음극 표면에 형성되는 피막에 관한 연구 (AFM Study on Surface Film Formation on a Graphite Negative Electrode in a $LiPF_6$-based Non-Aqueous Solution)

  • 정순기
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제7권6호
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    • pp.1313-1318
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    • 2006
  • 흑연 음극 표면상에 형성되는 필름의 생성 기구를 규명하기 위하여, 1 몰의 $LiPF_6$가 함유된 탄산에틸렌과 탄산디에칠의 혼합 용액 중에서 고배향성 열분해 흑연을 0.5 mV $s^{-1}$ 의 느린 속도로 전위주사하면서 원자력간 현미경을 이용하여 전극표면을 in-situ 관찰하였다. 전해질 용액의 분해반응은 전극의 스텝 모서리 상에서 우선적으로 진행되었으며, 전극 전위 2.15 V (vs. $Li^+$/Li) 에서 시작되었다. 0.95-0.8 V (vs. $Li^+$/Li) 의 전위 영역에서 전극 표면의 특정 부분이 평탄하게 부풀어오르는 현상과, 타원형의 돌기 구조가 관찰되었다. 이러한 형상 변화에 있어서 전자는 용매화된 리튬 이온이 흑연 층간에 삽입되며 나타나는 구조 변화이며, 후자는 삽입된 용매화 리튬이 환원 분해되어 생성된 것으로 추정된다. 0.8 V (vs. $Li^+$/Li) 보다 음의 전위 영역에서는 입자상의 침전물이 전극 표면에 형성되었다. 1 사이클 후, 측정된 침전층의 두께는 30 nm 이었다. 이러한 침전물은 리튬염($LiPF_6$)과 용매 분자(EC 및 DEC)들이 분해되어 생성된 것이며, 전극 표면에서 계속적으로 전해질 용액이 분해되는 반응을 억제하는 중요한 역할을 하고 있는 것으로 생각된다.

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가교결합형 poly(POEM-co-AMPSLi-co-GMA) 전해질의 합성과 물리화학적 특성 (Synthesis of Crosslinked Poly(POEM-co-AMPSLi-co-GMA) Electrolytes and Physicochemical Properties)

  • 최다인;류상욱
    • 전기화학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.65-70
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    • 2014
  • 본 실험에서는 다양한 조성의 AMPS, POEM 및 GMA를 함유하는 공중합체를 합성하고, AMPS의 술폰산기와 $Li_2CO_3$와의 산염기 반응 및 에폭시기의 가교반응을 유도하여 가교결합된 poly(POEM-co-AMPSLi-co-GMA) 전해질을 제조하였다. POEM의 결정융점은 AMPS 및 POEM의 몰분율에 따라 변화되는 특징을 관찰할 수 있었으며, 리튬이온이 도입된 이후 대체적으로 감소되는 경향이 나타났다. 가교된 고분자의 이온전도도는 GMA의 함량이 증가할수록 다소 감소되는 결과가 나타났지만, 16 mol%까지는 $1.0{\times}10^{-6}S\;cm^{-1}$ 이상의 값을 보여주었다. 특히, 자기-도핑형 전해질임에도 불구하고 2 mol%에서 최대 $4.08{\times}10^{-6}S\;cm^{-1}$의 높은 상온이온전도도가 얻어졌으며, 상온에서 6 V까지 우수한 전기화학적 안정성을 보여주었다. 또한 가교된 고분자전해질은 필름성형이 가능하며, 0.11 MPa의 탄성계수 및 270%의 변형율을 보여주었다.

Polyphenylenediamine-V$_2$O$_5$ 복합 필름의 제막특성 (The Preparation Characteristic of Polyphenylenediamine -V$_2$O$_5$ Composite film)

  • 박수길;나재진;이홍기;임기조;김상욱;이주성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.218-220
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    • 1996
  • A composite films were prepared by using Polyphenylenediamine(PPD) synthesized in our lab. and crystalline V$_2$O$_{5}$ in various mixture ratio for using positive active material of polymer film battery. The thermal stability of prepared composite film was carried out by using TGA. Electrical conductivity of composite film were also measured by using four-probe method in dry box. The thermal stability of prepared composite film is more than 35$0^{\circ}C$. The electrical conductivity of composite film increased and showed the highest value(about 23 S/cm) when doped at 0.4% LiCiO$_4$solution.n.

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Polyphenylenediamine-Dimercaptan 복합 필름의 제막특성 (The Preparation Characteristic of Polyphenylenediamine -Dimercaptan Composite film)

  • 박수길;나재진;이홍기;임기조;김상욱;이주성
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.105-108
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    • 1996
  • The positive active material for polymer film battery was prepared by using Polyphenylenediamine(PPD) synthesized in our lab. and 2.5-dimercapto-1, 3, 4-thiadiazole(DMcT) in various mixture ratio. The transference measurement of surface morphology and thermal stability of prepared composite film was carried out by using SEM and TGA, respectively. Electrocyhemical property and electrical conductivity of composite film were also measured by using cyclic voltammetry and four-probe method in dry box, respectively. The thermal stability of prepared composite film is more than 20$0^{\circ}C$. The electrical conductivity of composite film increased and showed the highest value(about 3 S/cm)when doped at 0.4% LiClO$_4$solution. And we could confirm that DMcT effect on reactiviation of PPD through cyclic voltammogram.

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