• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.273.2-273.2
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• 2016

전기적인 장치를 필요로 하는 분야의 빠른 발전에 따라 그 기본이 되는 에너지 저장소자에 관한 연구가 많은 관심을 불러일으키고 있다. 특히, 다양한 에너지 저장 소자 중 기존의 배터리 보다 높은 에너지 밀도와 빠른 충전/방전 속도, 그리고 상대적으로 긴 수명을 가진 슈퍼커패시터에 관한 연구가 많이 이루어 지고 있다. 나노구조를 가진 슈도용량성 물질을 전극에 합성시키는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 수열합성법이나 전기화학적증착 방법 같이 인위적인 바인더를 사용하지 않고 직접 전극 표면에 합성시키는 방법이 있고, copecipitation이나 졸겔 방법으로 나노구조를 합성한 후 인위적인 바인더를 사용하여 전극 표면에 합성 시키는 방법이 있다. 본 연구에서는 짧은 시간에 물질을 합성시킬 수 있고 인위적인 바인더를 사용하지 않아 더욱 뛰어난 전기적인 특성을 보이는 전기화학적증착 방법을 이용하여 spherically shaped CuO를 전도성 직물에 직접 합성시켜 전기적인 특성을 연구하였다. 유연한 전도성 직물에 합성된 spherically shaped CuO 는 뛰어난 전기화학적 가역성, 상대적으로 높은 비정전용량, 그리고 많은 사이클 테스트에서도 높은 안정성을 보였다. 이처럼 손쉬운 방법으로 유연한 전도성 직물에 합성된 metal oxide 나노구조는 슈퍼커패시터 뿐만 아니라 염료감응형 태양전지, 다양한 종류의 센서 등 많은 분야에서 활용될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.201.2-201.2
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• 2015

현대 디지털 사회에서 고효율 에너지와 파워소스에 관한 요구가 커짐에 따라 차세대 에너지 저장 소자에 대한 연구가 계속되고 있다. 그 중 리튬이온 배터리, 슈퍼커패시터, 그리고 연료 전지들이 우리의 일상생활에서 점점 더 중요하게 자리잡아가고 있는데 이런 다양한 에너지 저장소자 중 슈퍼커패시터가 많은 관심을 받고 있다. 이는 긴 수명, 빠른 충-방전 속도, 높은 에너지 밀도, 그리고 안전함 때문이다. 슈퍼커패시터는 에너지 저장 메커니즘에 따라 두 가지로 분류될 수 있는데 전기이중층 커패시터(EDLC)와 슈도커패시터(pseudocapacitor)로 나누어질 수 있다. 슈도커패시터는 active 물질과 전해질 이온 간의 전기화학적 반응으로 인해 EDLC보다 더 많은 에너지를 저장할 수 있다. 그러므로 지금까지 새로운 형태의 슈도용량성 물질을 만들기 위한 노력이 집중되고 있다. 본 연구에서는 전기화학적증착 방법을 통해 graphene-like ${\beta}$-nickel hydroxide (${\beta}-Ni(OH)_2$) 나노판 구조를 전도성 직물에 합성하였다. ${\beta}-Ni(OH)_2$ 슈도커패시터의 유연하고 효율적인 비용의 전극으로서 높은 비정전용량, 우수한 전기화학 가역성, 그리고 뛰어난 사이클 안정성을 보였다. 이런 쉬운 방법으로 유연한 전도성 직물에 합성된 metal hydroxide/oxide 나노구조는 웨어러블 에너지 저장소자와 변환소자 분야에 사용될 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• 제6권2호
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• pp.153-157
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• 2003

A hybrid electrochemical capacitor having both characteristics of electric double layer capacitance and pseudo-capacitance was studied throughout cell tests. Asymmetric electrodes with $Ni(OH)_2/activated$ carbon based positive electrode and activated carbon based negative electrode were used in preparing test cells of $5\times5cm^2$. Cyclic voltammetry measurements and impedance measurements were conducted to understand electrochemical behavior of each electrode. To find an optimal mass ratio of negative to positive electrode, charge-discharge cycle tests were also performed.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.216-216
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• 2003

현재 상용화되어 있는 리튬 이차전지용 양극재료로는 비교적 작동전압이 높은 층상 암염구조(LiCoO$_2$, LiNiO$_2$) 및 Spinet계(LiMn$_2$O$_4$) 전이금속 산화물이 대부분 이용되고 있다 하지만 LiCoO$_2$나 LiNiO$_2$ 같은 상용화 물질은 비교적 높은 비용과, 강한 독성 때문에 많은 문제점을 가지고 있다. 또 Spinel(LiMn$_2$O$_4$)는 낮은 비용과 환경친화적인 장점에도 불구하고 Jahn-Teller 변형과 관련된 구조적 변형이 심각하기 때문에 사이클시 비가역적인 용량의 감소가 심각하다. 이러한 관점에서 전이금속보다 그 양이 풍부하고 저렴할 뿐만 아니라 독성이 없는 Olivine 구조 (LiFePO$_4$)를 갖는 phosphate계 화합물에 관심을 가지게 되었다. LiFePO$_4$는 리튬 음극과 3.4V의 방전전압을 나타내며, 170mAh/g의 이론용량을 가지고 있어, Fe-base의 장점은 물론 안정적인 결정구조 및 현재 상용화된 재료들과 비슷한 에너지 밀도를 가진다. 따라서 본 연구에서는 양극물질의 기존 두 제조법인 고상반응법과 sol-gel법으로 대표되는 제조법의 단점을 상호 보완될 수 있다고 판단되는 기계적 합금화법(Mechanical Alloying, MA)공정을 도입하여 초미세립 분말 제조에 초점을 맞추어 Olivine phosphate계 양극물질의 제조 및 전기화학적 특성을 연구하였다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• 제15권3호
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• pp.160-164
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• 2012

The lead-acid batteries are the most often used in human life, because of their low cost, good reversibility and high potential but they have limit cycle ability with low capacitance. The main causes of this problem are forming recrystallization of $PbSO_4$ on electrodes surface during cycles which the recrystallization of $PbSO_4$ is known as sulfation. In this study, formation process of sulfation was investigated depending on charge and discharge cycle numbers. And we decomposed sulfation to renew cycle ability of lead-acid batteries. The renewed lead-acid batteries recovered to 84% compared to first capacity after 600 cycles.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• 제10권3호
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• pp.169-174
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• 2007

MWNT/DAAQ(1,5-diaminoanthraquinone) composites were prepared by chemical polymerization of DAAQ onto MWNT and their capacitance was evaluated by means of cyclic voltammetry in 1M $H_2SO_4$ electrolyte. The performances of such cells have been compared with pure MWNT and DAAQ based electrodes. The SEM image shows that DAAQ was coated onto MWNT during polymerization and thermal stability from th TG analysis. The highest specific capacitance values of 97F/g were observed with AC-MWNT/DAAQ composite electrode. And MWNT/DAAQ based composite electrode also showed relatively good electrochemical behaviors better than MWNT electrode in sulfuric acid electrolyte.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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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.

• Journal of the Korea Convergence Society
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• 제8권6호
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• pp.237-243
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• 2017

Ignorance of battery pack life could bring unexpected UAV crashes and so the SOH estimation became a next important factor to the SOC estimation. In contrast to the EV applications, the small UAV could not carry heavy and complex BMS and so it is required to apply a simple, light, cheap, but powerful BMS to prevent any accident. In this paper, we show two SOH estimation methods, using internal resistance and using $SOC_I$ and $SOC_V$ with CF. Results show that the SOH becomes about 92% after 30 number of discharging cycles.

• Applied Chemistry for Engineering
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• 제31권1호
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• pp.97-102
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• 2020

Recently, various degradation mechanisms of lithium secondary battery cathode materials have been revealed. As a result, many studies on overcoming the limitation of cathode materials and realizing new electrochemical properties by controlling the degradation mechanism have been reported. Li-rich layered oxide is one of the most promising cathode materials due to its high reversible capacity. However, the utilization of Li-rich layered oxide has been restricted, because it undergoes a unique atomic structure change during the cycle, in turn resulting in unwanted electrochemical degradations. To understand an atomic structure deterioration mechanism and suggest a research direction of Li-rich layered oxide, we deeply evaluated the atomic structure of 0.4Li₂MnO₃_0.6LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂ Li-rich layered oxide during electrochemical cycles, by using an atomic-resolution analysis tool. During a charge process, Li-rich materials undergo a cation migration of transition metal ions from transition metal slab to lithium slab due to the structural instability from lithium vacancies. As a result, the partial structural degradation leads to discharge voltage drop, which is the biggest drawback of Li-rich materials.

• Applied Chemistry for Engineering
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• 제10권3호
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• pp.415-418
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• 1999

The characteristics of VRLA (valve regulated Iead-acid) battery with the tubular positive plate and gel type electrolyte were examined as a function of active material filling density. The filling density of positive plate was 3.2 g/mL, 3.4 g/mL, and 3.6 g/mL, respectively. These VRLA batteries were cycled with 100% DOD (depth of discharge) at the $C_5/5$ rate, followed by IU-type recharge with $I_{max}=0.2C_{10}/10$ and a final voltage V=2.40 V/cell. The test was performed in a thermostatic room at $25{\pm}1^{\circ}C$. The result indicated that the initial capacity was independent of active material filling density, i.e., the highest initial capacity was 3.4 g/mL of filling density and the lowest was 3.6 g/mL. On aspect of the cycle-life performance of the VRLA battery, the filling density of 3.6 g/mL was similar to that of 3.4 g/mL in the positive plate, and both were higher than that of 3.2 g/mL. Water-loss and degradation of the VRLA battery were decreased according to an increase of the filling density in the positive plate. The optimum filling density of the active material was 3.4~3.6 g/mL.