• 전기화학회지
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• 제12권3호
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• pp.287-294
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• 2009

$TiO_2$가 첨가된 탄소복합전극을 제조 Capacitive deionization(CDI)에서의 제염효과에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서는 탄소전극과 탄소복합전극을 제조하여 순환전류전압법과 충전-방전 평가를 하였으며 이때의 이온제거율에 대하여 고찰하였다. 순환전류전압법으로 1 mV/s의 전위주사속도에서 측정한 결과 탄소전극은 125 F/g, 탄소복합전극의 축전용량은 243 F/g으로 2배 증가됨을 확인하였다. 탄소복합전극의 $TiO_2$의 함량은 10 wt.%로 고정하였으며 $TiO_2$가 첨가됨에 따라 전기이중층 흡착량이 증가되어 이온제거율이 탄소전극보다 25% 증가되었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.457-465
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• 2009

리튬계열 전지는 다른 이차전지에 비해 평균전압 및 에너지 밀도가 높으며 가볍고 수명이 긴 장점으로 인해 휴대용 전자기기에 폭넓게 사용되고 있으며, 특히 전기 자동차용으로 높은 수요가 예측되고 있다. 전기 자동차용 리튬 전지의 경우 운행 가능 거리의 정확한 계산이 요구되며, 또한 크랭킹이 불가능한 상태로 방전이 되지 않아야 하므로 충전상태에 대한 정확한 정보는 신뢰성 있는 운전을 위한 필수적인 요소가 된다. 본 논문에서는 AC 임피던스를 이용하여 리튬 폴리머 전지의 충전상태(SOC: State of Charge)를 추정하는 새로운 방법에 관해 제안한다. 제안된 방법에서는 주파수 별로 측정된 임피던스를 등가 임피던스 모델에 커브 피팅하여 파라미터를 추출하고, 추출된 파라미터를 이용하여 충전상태를 추정하였다. 제안된 방법에 의해 추출된 파라미터를 통해 리튬전지의 SOC 추정이 가능함을 증명하였고, 다수의 제조사에서 제작된 비슷한 용량의 리튬 폴리머 전지를 대상으로 한 실험을 통해 제안된 방법의 유용함을 검증하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권3호
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• pp.430-435
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• 2017

$Li_4Ti_5O_{12}$ (LTO)는 리튬이차전지용 음극활물질로써 충방전에 따른 체적변화가 매우 적고, 삽입과 탈리 반응에 따른 높은 가역성 때문에 수명 특성이 좋다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 LTO의 단점인 낮은 전기전도도를 보완하고자 전도성이 좋은 탄소계열 소재인 그래핀과 CNT를 첨가 하였다. LTO입자가 나노 크기이므로, 그래핀이 LTO표면에 위치하여 전도성 향상을 시키기 어렵다고 생각했다. 따라서 추가로 CNT를 첨가시켜 LTO입자와 그래핀 사이에 전도성 네트워크를 형성하여, 그래핀만 첨가하였을 때 보다 전도성이 향상되었다. 또한 탄소물질의 첨가 시점을 LTO합성 전후로 나누어, 각각의 용량 및 수명특성의 효율을 비교해 보았다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.325-333
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• 2007

[ $LiNi_{0.995}Al_{0.005}O_2$ ], $LiNi_{0.990}Ti_{0.010}O_2$ and $LiNi_{0.0990}Al_{0.005}Ti_{0.005}O_2$ were synthesized with a combustion method by calcining in an $O_2$ stream at $750^{\circ}C$ for 36 h. The X-ray diffraction patterns of these synthesized samples showed $-NaFeO_2$ structure of rhombohedral system(space group; $R{\bar{3}}\;m$) with no evidence of impurities. Among these samples, $LiNi_{0.995}Al_{0.005}O_2$ exhibited comparatively high first discharge capacity and discharge capacity, and the best cycling performance. $LiNi_{0.995}Al_{0.005}O_2$ had the first discharge capacity of 165.2 mA h/g and a discharge capacity of 116.7 mA h/g at the 50th cycle at 0.1C rate. It showed the first discharge capacity of 141.0 mA h/g and a discharge capacity of 93.5 mA h/g at the 50th cycle at 0.5C rate.

• 공업화학
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• 제29권5호
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• pp.549-555
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• 2018

본 연구에서는 울트라 배터리의 전기화학적 성능을 향상시키기 위해서 Nano-Pb/Activated Carbon (Nano-Pb/AC) 복합소재와 전해액 첨가제의 특성이 조사되었다. 제조된 복합 소재의 물리적 특성은 FE-SEM, TEM, XPS, BET를 이용하여 분석하였고, 울트라 배터리의 전기화학적 성능은 사이클, 율속, 임피던스 테스트를 통해 조사되었다. 납 산 배터리에 비하여 나노 납 함량이 9 wt%인 복합소재로 코팅된 울트라 배터리는 사이클 성능이 150%로 개선되었으며, 1-5 C 율속 테스트에서 방전 용량이 119-122%로 증가되었다. 또한 임피던스 테스트 결과 나노 납 함량이 증가할수록 내부 저항의 크기가 작아지는 것을 확인하였다. 전해액 첨가제가 0.45 vol% 포함된 배터리의 장기 사이클 성능은 140%로 향상되었다.

• 대한화학회지
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• 제50권3호
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• pp.243-246
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• 2006

박막은 Pt/Ti/SiO2/Si 기판 위에 구연산 졸을 이용하여 spin coating에 의해 제작하였다. 기판위에 코팅된 구연산 졸을 380oC에서 15분간 건조시킨 후 750oC에서 10분간 열처리하여 박막을 얻었다. 얻어진 박막은 X-선 회절분석 결과 R3m의 결정구조를 가짐을 알수 있었고, 전기화학적 특성의 측정결과 1차 방전용량은 0.35Ah/cm2-m로 측정되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권5호
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• pp.1200-1207
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• 2020

본 연구에서는 다공성 활성탄소와 금속유기골격체 복합재료 기반의 전극 재료와 "이온젤" 이라고 불리는 고분자 고체 전해질을 이용하여 슈퍼커패시터를 제작 하였으며, 금속유기골격체의 함량에 따른 전기화학적 거동을 관찰하여 보았다. 슈퍼커패시터의 전기화학적 특성은 순환전압전류법(CV), 전기화학적 임피던스 분광법(EIS) 및 전정류 충·방전법(GCD)으로 분석하였으며, 그 결과로, 다공성 활성탄소 대비 금속유기골격체를 0.5 wt% 첨가 하였을 때 가장 높은 전기용량값을 확인 할 수 있었으며, 0.5 wt% 이상의 금속유기골격체의 함유량은 전기화학적 특성 감소에 영향을 주는 것으로 사료되며, 이러한 결과를 바탕으로 제조된 다공성 활성탄소/금속유기골격체 복합재료 기반의 슈퍼커패시터는 다양한 분야에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.161-161
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• 2014

열플라즈마는 주로 아크 방전에 의해 발생시킨 전자, 이온, 중성입자(원자 및 분자)로 구성된 부분 이온화된 기체로, 국소열평형상태를 유지하여 구성입자가 모두 수천에서 수만도에 이르는 같은 온도를 갖는 고속의 제트 화염 형태를 이루고 있다. 이렇게 고온, 고열용량, 고속, 다량의 활성입자를 갖는 열플라즈마의 특성을 이용하여, 종래 기술에서는 얻을 수 없는 다양하고 효율적인 산업적 이용이 활발히 진행되고 있다. 용사코팅은 노즐 출구를 통해서 외부로 방출되는 열 플라즈마 화염을 이용하는 것으로 이 화염의 와류 특성으로 인하여 외기의 가스가 화염내부로 침투하는 특성을 가진다. 이러한 현상은 열원의 냉각효과 외에도 외기를 구성하는 기체 분자의 내부 유입을 의미하는 것으로 대기 상태에서 공정이 이루어진다면 열원 내로 유입되는 대기 내의 산소가 모재 표면과 반응하여 산화가 진행된다. 이러한 산화과정은 용사 코팅의 품질을 저하시키는 요인이 되므로, W, Ti 등과 같은 반응성이 높은 재료의 코팅은 산화과정을 방지하기 위하여 진공에서 코팅을 하여야만 한다. 진공 플라즈마용사코팅은 진공 또는 저압의 불활성 분위기 중에서 열플라즈마 화염에 용사재료를 투입하여 플라즈마 화염 내부에서 순간적으로 이를 용융시킨 후 고속으로 분출, 모재에 적층시키는 코팅공정이다. 이때 분말상의 용사재료를 고속으로 화염 중심에 투입하여 최대 에너지 전달이 이루어지도록 하는 것이 적층효율 및 코팅품질을 향상에 필수적이다. 하지만 플라즈마 화염 내부를 고속으로 이동하는 입자의 온도와 속도 및 궤적을 측정하여 제어하는 것은 매우 어렵기 때문에, 통상 형성된 코팅의 구조와 두께로부터 경험적으로 파라미터를 결정하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 초고속 레이저 카메라와 이미지 분석용 소프트웨어를 이용하여 플라즈마 화염내의 비행입자 궤적을 추적하고, 이를 통해 분말 이송가스의 유량이 코팅 효율 및 미세구조에 미치는 영향을 조사하였다. 플라즈마 화염은 중심부가 가장 높은 온도와 속도를 가지고 있기 때문에, 분말 이송가스의 유량이 적을 경우 투입된 분말은 단지 플라즈마 화염의 상부 경계면을 지나는 궤적을 갖게된다. 이로 인해 분말의 용융이 충분히 이루어지지 않아 적층 효율이 낮고 미용융 입자 및 기공이 많은 미세구조를 보였다. 이송가스 유량을 증가시키게 되면, 분말의 궤적은 플라즈마 화염의 중심부를 지나게 되어 적층 효율이 증가하고 미세구조 또한 개선되었다. 하지만 이송가스 유량이 지나치게 클 경우, 투입된 분말 입자는 플라즈마 화염을 조기에 관통하게 되어 비행궤적은 온도와 속도가 낮은 영역에 형성되었다.

• 공업화학
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• 제16권4호
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• pp.507-512
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• 2005

리튬 이온 2차 전지의 부극으로 사용되는 탄소전극은 초기 충전시 전극 표면에 Solid Electrolyte Interphase (SEI)라고 불리는 부동태 피막을 형성한다. 초기 충전과정에서의 용매분해로 형성된 막은 충방전 용량에 큰 영향을 주는 것으로 조사되었다. 본 연구에서는 Kawasaki Mesophase Fine Carbon 부극과 1 M $LiPF_6,EC:DEC$ (1:1, 부피비)에 $Li_2CO_3$를 첨가하여 전극/전해질 계면에서 초기충전 온도에 따라 형성되는 부동태 피막의 전기화학적 특성을 시간대 전압법, 순환 전압-전류법, 임피던스법을 이용하여 조사하였다. 관찰된 결과에 따르면, 용매분해 반응이 일어날 때 리튬 이온의 전도도에 따라 용매분해 전위가 달라졌으며, 저온으로 갈수록 $Li^+$ 이온의 전도성이 떨어져 분해 전위 차이가 나타남을 알았다. 또한 여러 온도조건에서 초기 충전시 형성된 피막의 저항은 온도별로 달라짐을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제17권3호
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• pp.187-192
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• 2014

본 논문에서는 리튬이온 이차전지의 음극에 사용될 수 있는 $CNT/Co_3O_4$ 나노복합체의 합성과 전기화학적 특성에 대해 보고하고 있다. 고용량을 가진 산화물 음극 중 하나인 $Co_3O_4$의 부족한 전기 전도성을 보완하고 상변이 과정에서 발생하는 응력(stress)를 완충하기 위해 CNT와의 복합화가 시도되었다. 그 결과 카본나노튜브 표면에 수 nm 크기의 $Co_3O_4$를 균일하게 분산시켜 복합화 하는데 성공하였으며 제조된 $CNT/Co_3O_4$ 나노복합체는 우수한 고율특성과 안정적인 사이클 특성을 나타내었다. 또한 기존의 상용화된 음극물질인 흑연 보다 높은 방전용량을 가지고 있어 리튬이온 이차전지의 음극물질로 활용될 수 있는 가능성을 보여주었다.