• 전기화학회지
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• 제19권2호
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• pp.50-56
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• 2016

본 연구에서는 습식분쇄, 분무건조 및 열처리 공정을 통해 알루미늄 및 마그네슘이 치환된 구형의 스피넬계 $Li_{1.10}Mn_{1.86}Al_{0.02}Mg_{0.02}O_4$ 양극재료를 합성하였다. 이때 공정변수로는 전구체를 만드는 분무건조공정에서 고형분(20~30 wt%)을, 열처리 공정에서는 산소분위기 유무를 변수로 하였다. 제조된 모든 양극재료는 상온에서 매우 우수한 전지특성을 보여주었으나, 출력특성에 있어서는 5C 방전곡선이 기준이 되는 0.1C 방전곡선 대비 서로 상이한 거동을 보임을 확인하였다. 이러한 고출력 거동의 차이는 첫째, 충방전 곡선상에서 3.3 V(vs. $Li/Li^+$) plateau 구간의 반응 용량 측정을 통해 양극재료의 산소결함 수준의 차이로 인한 것임을 확인하였다. 공기분위기에서 제조한 양극재료는 산소분위기에서 제조한 것에 비해 두 배 이상의 plateau 거동을 보이고 있으며, 이러한 현상으로부터 제조된 양극재료의 산소결함 정도와 방전초기 과전압 정도는 상관관계가 있음을 확인할 수 있었다. 둘째로는 임피던스 측정을 통해 산출된 확산계수로부터 고형분이 상대적으로 낮은 상태에서 제조된 양극재료가 그렇지 않은 양극재료에 비해 상대적으로 절반 이하 낮은 값을 가지고 있음을 알 수 있었다. 또한 입자 내부 형상 분석을 통한 내부 치밀도 및 임피던스 분석을 통한 확산속도의 차이를 확인함으로써, 방전 말단의 과전압 거동은 입자 내부의 리튬이온 확산속도와 관련이 있음을 확인하였다. 확산계수는 고형분이 상대적으로 낮은 20 wt% 상태에서 제조된 양극재료의 경우가 가장 낮으며, 이는 동일 양극재료의 내부 공극률이 가장 높은 결과와 부합하는 것이다.

• 전기화학회지
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• 제7권1호
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• pp.38-43
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• 2004

전기화학적으로 이온을 흡착시켜 제거시키는 capacitive deionization(CDI) 공정용 전극으로 탄소에어로젤에 실리카젤이 첨가된 다공성 탄소에어로젤 복합전극을 사유하여 1,000ppm NaCl수용액에서 10회와 100회 동안 싸이클을 변화시켜 탈염과 재생 특성에 대한 충전과 방전 시 시간에 따른 전류변화, 싸이클에 대한 전하량 변화, 그리고 CDI효율을 조사하였다. Paste rolling법으로 제조된 탄소에어로젤 복합전극은 CDI반응진행에 대한 전극 활물질의 탈락이 없이 전극의 성형성이 크게 향상되었고, 전극시트 제조시간을 $50\%$ 이상 단축시킬 수 있었다. 10분동안 충전과 방전으로 10회 싸이클까지의 전하량 결과를 살펴보면, $50wt.\%$의 실리카젤이 첨가된 C복합전극의 평균 충전 전하량이 실리카젤이 첨가되지 않은 A전극에 비해 $3\%$ 증가하였으며, 평균 방전 전하량은 $7\%$증가하였다. 5분동안 충전과 방전으로 100회 싸이클까지 평균 충전 전하량을 보면 $25w1.\%$와 $50wt.\%$의 실리카젤이 첨가된 B복합전극과 C복합전극은 A전극에 비해 각각 $6\%,\;14\%$증가하였으며, 또한 평균 방전 전하량도 각각 $9\%,\;21\%$증가하여 복합전극의 전하량 특성이 매우 우수하였다. 100회 싸이클까지의 CDI효율은 싸이클이 진행되면서 $70\%$ 이상으로 안정하게 유지하였고, 100회 싸이클에서는 B 복합전극이 $72.3\%$, C 복합전극이 $74.0\%$로 A 전극$(63.1\%)$보다 $10\%$이상 우수한 CDI 효율을 나타내었다.

• 전기화학회지
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• 제19권4호
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• pp.129-133
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• 2016

본 연구에서는 고분자와 탄소 물질을 복합화시켜 친환경의 유기 음극을 제조하였다. Poly(styrenesulfonate)(PSS)-carbon 복합 음극은 탄소 입자를 PSS이 둘러싸고 있는 core-shell 형태를 보이며 $524mAh\;g^{-1}$의 이론용량과 0.6 V 이하의 낮은 전압을 가진다. PSS-carbon 복합 음극은 0.1, 0.5, 1, 10C에서 각각 용량 $519.6mAh\;g^{-1}$, $461.2mAh\;g^{-1}$, $411.8mAh\;g^{-1}$, $315.9mAh\;g^{-1}$의 첫 번째 방전 용량을 가지면 30사이클까지 안정적인 주기 특성을 보여준다. Polystyrene 구조와 sulfonate 기능 기를 갖는 PSS와의 탄소 복합 전극은 유기 이차전지의 전기화학적 특성을 향상 시키기 적합한 음극활 물질로 여겨 진다.

• 전기화학회지
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• 제12권1호
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• pp.34-39
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• 2009

니들 코크스의 활성화를 위해 $HNO_3$와 $NaClO_3$ 혼합용액에서의 산처리와 열처리를 행하였다. 산화처리 코크스와 열처리한 코크스의 미세구조는 XRD, FESEM, elemental analysis, BET, Raman spectroscopy를 이용하였으며, 전기이중층 거동은 충방전 분석을 행하였다. 니들 코크스는 산화처리 시간에 따라 산소의 중량 %의 증가와 함께 층간이 분리되어(001) 구조로 상변화가 일어나고, $200^{\circ}C$ 이상의 열처리에서 흑연구조 특성인(002) 구조로 되돌아갔다. 이들 산화처리 과정에서 층간에 관능기가 도입 되어 구조결함이 발생하고 1차 충전에서 전계 활성화에 의해 층간을 확장되어 2차 충전에서 전기이중층 용량을 발생 시키는 것으로 보인다. 24시간 산화처리후 $300^{\circ}C$ 열처리한 코크스의 2.5 V까지의 2 전극 기준에서 구한 활물질 중량 당 용량과 전극 부피 당 용량은 각각 32.1 F/g과 29.5 F/ml을 나타내었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.252-255
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• 2007

최근에 선진국에서 아주 빠른 시간(마이크로 초)에 작동이 되고, 크기가 소형이면서, 많은 케이블과 커넥터를 사용하지 않는 Smart Bus Controller(SCB) 기법을 이용한 초소형/초고속(스마트) 점화기술에 집중적인 연구를 진행하고 있는 실정이다. 이와 같은 점화기술은 기존의 점화장치에서 사용하던 케이블과 커넥터 공간을 최소화 할 수 있게 MEMS 기법을 이용하여 케이블과 커넥터 장치를 설계 제작하였고, 저 용량/저 전류에서 작동할 수 있는 플라즈마를 이용한 케이블과 커넥터 장치를 설계 제작하였고, 저 용량/저 전류에서 작동할 수 있는 플라즈마를 이용한 초고속 착화장치를 사용하여 전류와 전압(배터리) 크기와 용량도 많이 감소시킬 수 있다. 스마트 파이로테크닉스 점화장치 개발에는 간결한 회로 점화통제장치 설계 및 제작, 빠른 점화작동시간을 가능하게 하는 플라즈마형 초고속 착화장치 설계 및 특성연구가 필요하다. 본 연구에서는 플라즈마형 초고속 착화장치의 특성연구에 대해 기술하였다.

• 공업화학
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• 제5권1호
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• pp.81-89
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• 1994

고성능 니켈/금속수소 축전지를 개발하기 위하여 전극용량도 비교적 높고, 합금가격이 저렴한 Mm계 전극에 대하여 P-C-T 특성, 충방전 특성, microencapsulation 방법 및 그 효과 등에 관한 연구를 수행하였다. P-C-T 특성조사로부터 플라토압력, 수소저장량을 구하였는데, Mm계 합금인 경우는 각각 0.4기압, 310mAh/g으로 나타났다. Microencapsulation 처리를 함으로써 도전재를 혼합한 전극보다 전극용량 및 전극의 안정성을 향상시켰으며, 또한 전처리없이 microencapsulation처리가 가능하였다. Microencapsulation 처리한 Mm계 합금의 전극용량은 240~250 mAh/(0.2 C)이었다.

• 한국정보과학회논문지:정보통신
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• 제32권2호
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• pp.215-219
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• 2005

Ad-hoc 네트워크 내의 무선 이동 노드들은 일반적으로 전원 용량이 충분하지 않기 때문에 통신 중의 전원관리가 매우 중요하다. 이러한 전력 소모를 고려한 프로토콜로 MTPR, MBCR, MMBCR, CMMBCR 등이 제안되어 있으나, 전송 중 중간노드가 방전되어 링크가 단절되는 현상은 고려하지 못하고 있다. 따라서 경로의 연속성을 보장하기에는 미흡하다. 본 논문에서는 경로의 연속성을 증대하기 위한 세 가지 방안을 제안한다. 신호 세기가 임계치 이하인 경우 사전에 대체 경로를 설정하여 링크 단절에 대비한다. 전원용량이 임계치 이하로 떨어지는 경우에도 이를 미리 알려 대체 경로를 설정한다. 또한 멀티채널상의 중간 노드는 잔여 용량과 신규 링크 설정 요청에 필요한 전력을 비교하여 선택적으로 허락함으로써 중간 노드의 수명을 연장시키는 방안을 제안한다. 시뮬레이션 결과를 통하여 제안된 방안이 경로 연속성을 강화시키며, 신뢰적인 연결 관리에 의하여 지연 시간을 줄이는 성능 향상을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.413-413
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• 2011

최근 전기, 전자, 반도체 산업의 발전으로 전 고상 박막리튬전지는 초소형, 초경량의 마이크로 소자의 구현을 위한 고밀도 에너지원으로 각광받고 있다. 현재 양극박막은 대부분LCO(LiCoO2)계열이 이용되고 있으나, 코발트는 높은 가격과 인체 유해성 뿐만 아니라 상대적으로 낮은 용량(~140 mAh/g)등의 단점을 갖고 있어 향후 보다 고용량의 양극박막이 요구된다. 3원계 양극활물질 LiMO2(M=Co,Ni,Mn,etc.)은 우수한 충방전 효율 과 열적 안정성 뿐 아니라 277mAh/g의 높은 이론용량을 갖고 있어 고용량 양극박막으로의 적용시 고용량 박막이차전지 제작이 가능하다. 본 연구에서는 전 고상 박막 전지의 구현을 위하여 RF 스퍼터링법을 사용하여 Li[Li0.2Mn0.54Co0.13Ni0.13]O2 박막을 증착하였다. Li/MnCoNi의 몰 비율을 변화시켜 높은 전기화학적 특성을 갖는 분말을 합성하여 제조한 타겟으로 Pt/TiO2/SiO2/Si 기판위에 RF 스퍼터법을 이용하여 박막을 성장시켰다. 박막 증착 시 가스의 비율은 Ar:O2=3:1로 하고 증착 압력의 조절(0.005~0.02 torr)을 통하여 박막의 두께와 표면 특성을 조절하며 성장시켰다. 또한 박막을 다양한 온도에서($400{\sim}550^{\circ}C$) 열처리하여 결정화도와 전기화학적 특성을 측정하였다. 증착 된 박막의 구조적 특성은 X-ray diffraction(XRD) 과 scanning electron microscopy(SEM)로 관찰되었다. 박막의 전기화학적 특성 평가를 위하여 Cyclic voltammatry를 측정하여 가역성의 정도를 확인하고 WBC3000 battery cycler를 이용한 half-cell 테스트를 통하여 박막의 용량을 평가하였다.

• 공업화학
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• 제18권5호
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• pp.449-453
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• 2007

리튬이온이차전지에 사용되는 탄소부극의 성능 향상을 위하여 새로운 탄소부극물질로서 Sn-GIC (Graphite intercalated compound)를 합성하고 그 전기화학적 특성을 조사하였다. 합성시 $SnCl_2$ 수용액의 농도가 증가할수록, 그리고 수용액에 함침한 후 건조한 시료의 열처리 온도가 증가할수록 흑연에 삽입되는 Sn의 함량이 증가하였으며, 또한 흑연 내부로 삽입된 Sn의 함량이 증가함에 따라 이를 부극활물질로 사용한 cell의 초기 방전용량은 증가하였다. 가장 우수한 특성을 나타내는 1.0M $SnCl_2$ 수용액에 함침한 후 $900^{\circ}C$에서 열처리하여 제조한 Sn-GIC는 346 mA/g의 초기용량과 10 cycle 후 13%의 용량감소를 나타내었다.

• 전기화학회지
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• 제14권1호
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• pp.38-43
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• 2011

상온 이온성액체에 PC (Propylene carbonate)를 첨가하여 이온성액체(EMI-BF4)가 갖고있는 점도를 감소하고자 하였으며 EDLC에 적용하여 전기화학적 거동을 고찰하였다. 이온성액체는 충분한 이온을 가지고 있기 때문에 이온이 없는 PC를 첨가 하여도 용량구현에는 문제가 되지 않는다. 점도가 낮아짐에 따라 전해액 저항이 감소하였다. 또한 EDLC 적용시 대전류 방전용량을 확인한 결과 이온성액체에서는 $80\;mA/cm^2$의 전류밀도에서 73.1%의 용량을 유지하였지만 PC의 함량이 40 vol%인 경우 최고 81.9%까지 증가되었다.