• 전기화학회지
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• 제14권3호
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• pp.157-162
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• 2011

투과형 전자 현미경과 전기화학 임피던스 분광법을 이용하여 리튬 이차전지의 흑연 음극에 생성되는 표면피막의 고온 안정성을 고찰하였다. 투과형 전자 현미경을 이용한 분석에 의해 $60^{\circ}C$에서 저장되는 동안 표면피막의 일부가 전해질 용액 중에 용해되는 것이 확인되었으며, 이 과정에서 피막의 두께 감소 및 피막의 형상이 다공성 구조로 변하였다. 한편, 이 과정에서 피막의 조성 변화에 기인하는 것으로 추측되는 표면피막의 저항 증가가 전기화학 임피던스 분광법에 의하여 확인되었다. 표면피막의 고온 안정성은 vinylene carbonate, 1,3-propane sultone, etylene sulfite와 같은 첨가제에 의해 제한적으로 개선되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권3호
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• pp.320-326
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• 2018

본 연구에서는리튬이온전지음극활물질로 Graphite의 전기화학적특성을향상시키기 위하여 Graphite/Silicon/Carbon (G/Si/C) 복합소재를 제조하였다. 제조된 G/Si/C 합성물은 XRD, TGA, SEM을 사용하여 물성을 분석하였다. 또한 $LiPF_6$ (EC:DMC:EMC=1:1:1 vol%) 전해액에서 리튬이차전지의 충 방전 사이클, 율속, 순환전압전류 및 임피던스 테스트를 통해 전기화학적 성능을 조사하였다. G/Si/C 전극을 사용한 리튬이온전지는 Graphite 전극을 사용한 전지보다 우수한 특성을 나타내었으며 Silicon 함량이 늘어날수록 용량은 높아지나 안정성이 저하됨을 확인하였다. 또한 $25{\mu}m$ 이하의 Silicon을 사용하였을 때 용량과 안정성 모두 향상되는 것을 나타내었다. Silicon (${\leq}25{\mu}m$) 10 wt%인 경우 G/Si/C 복합소재는 495 mAh/g의 초기 방전 용량, 89%의 용량 보존율과 2 C/0.1 C에서 80%의 속도 특성을 보였다.

• 전기화학회지
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• 제19권3호
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• pp.114-121
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• 2016

본 연구에서는 리튬이온전지의 충방전시 발생하는 발열특성을 CFD 모델링하고, 발열에 따른 충방전 특성을 해석하였다. 리튬이온전지는 직교 파우치형 구조로서 두께방향으로의 1차원계로 설정하여, 전류밀도 방정식, 열 및 물질전달 지배방정식을 도입하였다. Cut-off 전압이 3 V에서 충방전 전류밀도가 1C($17.5A/m^2$), 3C($52.5A/m^2$) 와 5C($87.5A/m^2$)에 대하여, 298K의 등온계와 충방전 전류밀도 별 발열계로 각각 설정하였다. 등온계와 발열계에서 모두 충방전 전류밀도가 높을수록 전지의 용량은 감소되는 것으로 나타났다. 등온계에 비하여 발열계에서 충방전 시간이 증가하였으며, 이는 발열에 의한 온도의 증가로 인해 전극의 평형전위가 감소하고, 리튬이온의 확산계수가 증가하기 때문인 것으로 고려된다. 또한, 리튬이온전지의 충전과 방전에 의한 열 발생 영향을 제어하기 위한 냉각효과를 분석하였다.

• 전기화학회지
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• 제22권3호
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• pp.122-127
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• 2019

유기이차전지가 가지고 있는 전극 내 낮은 접합력과 높은 계면저항의 단점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 흑연 코팅 처리된 집전체를 사용하여 lithium terephthalate (LTA)전지의 전기화학적 특성 변화를 분석하였다. LTA 음극 활물질은 산의 이온 치환반응에 의하여 불순물 없이 합성되어 졌다. 막대 형태의 LTA 활물질로 제작된 전극과 흑연 코팅 처리된 집전체와의 접합특성은 SEM 단면과 EIS를 통하여 확인하였다. 흑연 코팅된 집전체를 사용한 LTA전지의 계면저항은 현저히 감소되었다. 순수한 금속 집전체 LTA 전지와 흑연 코팅 처리된 금속 기판 LTA 전지는 0.1C의 두 번째 사이클에서 107.6 mAh/g와 148.8 mAh/g의 방전 용량을 보인다. 흑연 코팅된 집전체를 사용한 LTA 전지는 순수한 LTA 전지에 비하여 우수한 수명 특성과 높은 방전 용량, 그리고 높은 고율 특성을 가진다.

• 전자통신동향분석
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• 제36권3호
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• pp.76-86
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• 2021

Technologies for lithium secondary batteries are now increasingly expanding to simultaneously improve the safety and higher energy and power densities of large-scale battery systems, such as electric vehicles and smart-grid energy storage systems. Next-generation lithium batteries, such as lithium-sulfur (Li-S) and lithium-air (Li-O₂) batteries by adopting solid electrolytes and lithium metal anode, can be a solution for the requirements. In this analysis of battery technology trends, solid electrolytes, including polymer (organic), inorganic (oxides and sulfides), and their hybrid (composite) are focused to describe the electrochemical performance achievable by adopting optimal components and discussing the interfacial behaviors that occurred by the contact of different ingredients for safe and high-energy lithium secondary battery systems. As next-generation rechargeable lithium batteries, Li-S and Li-O₂ battery systems are briefly discussed coupling with the possible use of solid electrolytes. In addition, Electronics and Telecommunications Research Institutes achievements in the field of solid electrolytes for lithium rechargeable batteries are finally introduced.

• 전기화학회지
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• 제15권3호
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• pp.115-123
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• 2012

리튬이차전지의 수요가 소형 휴대용 전자기기에서 중대형 전기자동차와 에너지저장장치로 변화함에 따라, 요구되는 전지 특성도 크게 달라지고 있다. 10년 이상의 장기 신뢰성, 팩 수준의 안전성, 가격 경쟁력 확보 등 기존 소형 전지보다 크게 강화된 요구 조건뿐만 아니라, 고출력 특성도 함께 필요로 한다. 그런데, 출력을 측정하기 위해서는 전압과 전류가 동시에 측정 및 제어되어야 하기 때문에, 기존의 단위셀 용량 측정보다 훨씬 어렵다. 또한, 측정 방법의 선택뿐만 아니라 출력유지시간, 충전상태(State-of-Charge, SOC), Cut-off 조건, 측정온도 등의 측정 조건에 따라서도 그 측정값이 크게 달라지는 경향이 있다. 본 논문에서는 HPPC (Hybrid Pulse Power Characterization)법, J-pulse(Japan Electric Vehicle Association Standards, JEVS D 713)법, 정출력 측정법(Constant Power Measurement)의 측정 원리 및 실제 실험에 어떻게 적용해야 하는지 설명하고, HEV(Hybrid Electric Vehicle)용 단위셀을 이용해 출력법간 측정 결과를 비교 분석한다.

• 전기화학회지
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• 제27권2호
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• pp.73-79
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• 2024

화석 연료의 사용이 증가함에 따라 이산화탄소와 같은 온실 가스의 배출량이 함께 증가하며 발생하는 환경 문제의 해결을 위해 이차전지와 같은 친환경 에너지 저장 기술이 주목받고 있다. 리튬 이온 전지의 중대형 전지를 제작하기 위해서는 고용량과 고효율 뿐만 아니라 우수한 안정성을 지니는 배터리의 전극 소재의 개발이 필수적이다. 이를 위해 고분자의 합성을 토대로 고용량을 얻을 수 있는 실리콘과 합성한 후 reduced Graphene Oxide (rGO)를 첨가하여 전극 활 물질을 제조해 물리적 특성과 전기화학적 성능을 분석하였다. 제조한 전극은 실리콘에 고분자를 탄화시켜 코팅하고 기계적 강도와 높은 안정성을 보이는 rGO를 첨가해 실리콘에 탄소를 코팅하는 Si@C 복합체에 비해 개선된 용량과 향상된 안정성을 보이는 것을 확인했다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권6호
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• pp.861-867
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• 2017

니켈 함량이 높은 리튬이차전지용 NCA 양극소재의 용량 및 수명특성을 향상시키기 위하여 붕소와 코발트를 상업용 $Li_{1.06}Ni_{0.91}Co_{0.08}Al_{0.01}O_2$ (NCA)에 도핑하여 리튬이차전지의 양극소재로 사용하였다. 상업용 NCA 양극소재는 약 $5{\mu}m$와 $12{\mu}m$ 크기의 2차 입자들이 혼합되어 있고 붕소와 코발트 도핑후 입자크기는 조금 감소되었다. 붕소와 코발트를 도핑한 NCA-B와 NCA-Co의 초기 방전용량은 각각 214 mAh/g과 200 mAh/g으로 도핑하지 않은 NCA에 비해 높게 나타났으며, 특히 NCA-Co는 20번째의 방전용량이 157 mAh/g으로 가장 우수한 방전용량특성을 나타내었다. 이는 코발트를 도핑함으로써 c축 방향으로의 결정이 성장되어 리튬이온의 확산이 용이하기 때문이다.

• 한국레이저가공학회지
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• 제17권3호
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• pp.1-9
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• 2014

In this study, we analyzed fiber laser welding for the pure copper thin plates in a series of secondary lithium-ion batteries; and performed the experiment for the purpose of the preceding study to replace bolt joints method the with the laser welding method. We have changed the peak power of the laser from 5 to 6kW, the pulse duration by 4, 6, 8, and 10ms, the frequency by 10, 12, 16, and 25Hz, and the focal position by -3, 0, and +3. As a result, when the focal position is at +3, the peak power is 5kW, and the pulse duration and the Frequency are 4ms and 25Hz, respectively, we obtain 2.1 and 2.5 times better tensional strengths, respectively, than the highest values of tensional strengths obtained with the focal positions at 0 and -3.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.55-55
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• 2008

이차전지의 음극 중 $LiC_6$는 높은 용량을 보이나 완충하는 프로세스 동안에 금속리튬에 가까운 potential을 갖게 되어 조작에 어려움이 있다. 이러한 대용물질로서 $Li_4Ti_5O_{12}$ spinel은 가볍고 높은 에너지 밀도를 가지고 있고 낮은 전압영역이 가능하여 이차전지의 음극 물질로서 유용하다. 그러나 $Li_4Ti_5O_{12}$ 물질 자체가 insulation이며, 고상합성법을 사용하게 되면 좋은 특성을 나타내기가 어렵다. 이번 실험에서는 고상합성을 통하여 $Ba^{2+}$와 $Sr^{2+}$이온을doping한 후 전기화학적 특성이 어떻게 향상되었는가를 연구하였다. Ba와 Sr을 첨가한 $Li_4Ti_5O_{12}$는 첨가하지 않은 물질에 비하여 보다 안정적인 평탄구역을 갖게 되었으며 방전용량이 $40mAhg^{-1}$의 향상을 가져왔다. 또한 Li half cell에서 100cycle 진행하는 동안 보다 안정적인 전극구조를 유지하였다.