• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2004.06a
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• pp.293-296
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• 2004

고용량 $LiNi_{1-y}M_yO_2$(M=Al, Zn and Ti, y=0.000, 0.005, 0.010, 0.025, 0.050 and 0.100) 양극재료를 합성하기 위하여 연소법을 사용하였다. 합성한 시료들을 X-선회절 분석, 미세구조관찰, 전자침미세분석(EPMA)을 하였다. battery 충${\cdot}$방전기를 사용하여 리튬의 삽입${\cdot}$추출 반응으로 인하여 나타나는 충${\cdot}$방전 곡선의 변화를 조사하였고, 합성한 각 시편에 대해 충${\cdot}$방전 싸이클 수에 따른 방전용량의 변화를 조사하였다. XRD pattern 분석결과 모든 조성에서 $R\bar{3}m$ 구조를 보여주었다. Ni 자리에 Al, Zn, Ti를 치환한 결과 방전용량은 감소하였으나 M=Al 시료는 싸이클 특성이 증가하였다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1996.04a
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• pp.161-161
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• 1996

본 연구에서는 차량(승용차) 시동용 수퍼캐패시터-밧데리 조합시스템에 적용할 시작품 전기이중층 수퍼캐패시터(super-capacitor:SC)를 설계 제작 개발하고 그 성능 특성을 확인하였다. 재래식의 차량용 밧데리의 비동력(specific power)이 100~200 W/kg에 비하여 전기이중층 SC의 경우는 1,000~3,000 W/kg으로 단위 총량당의 동력이 매우 크다. 또한 충방전시의 화학반응이 없는 관계로 인하여 충전식 2차 전지에 비하여 사용수명이 매우 길다. 이러한 SC를 기존의 밧데리와 함께 조합하여 차량 시동용으로 사용하게 되면 밧데리의 사용수명을 2~3배 길게 할 수 있으며 밧데리는 시동에 필요한 큰 전류의 방전이 요구되지 않으므로 그 용량과 크기가 대체로 절반이상 줄어든다. 또한 매우 낮은 온도의 기후조건에서는 밧데리의 방전효율이 급격히 저하되므로 이를 대비하여 필요 이상의 과용량, 과중량 밧데리의 사용이 실제로 행해지고 있으나 조합시스템의 차량 시동시에는 SC가 갖는 특성상 -5$0^{\circ}C$까지의 기후조건에서도 방전효율이 크게 저하되지 않은 채 시동전류를 공급해주므로 혹한지역이나 혹한시의 차량시동에도 탁월한 시동성능을 갖는다. 설계 제작된 SC는 저장에너지 6KJ, 정격전압 12Volt, 설계축전용량 70F 그리고 사용은 도 범위가 섭씨 영하 25도에서 영상 50도이며 무공해성 수용성 전해질을 사용하였으며, 제작된 CS는 사용온도 범위에서 축전용량 65F - 85F, 내부저항 1.8mOhm - 5.2mOhm의 변화를 보였으며, 정상시동에 필요한 방전전류 300Amp의 경우 2.6초의 방전시간, 약 89%의 방전효율을 보였다. 현재까지 상온하에서 30.000회의 충방전 시험결과로서는 방전효율의 저하가 없는 양호한 성능을 보였으며, SC의 시범 작동시험을 실차(소나타 1800cc)에 장착하여 수행한 결과 20회 이상의 연속시동에서도 아무런 문제점 없이 잘 동작하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.691-691
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• 2013

최근 휴대용 전자기기의 전원으로서 가장 널리 사용되고 있는 리튬 이차 전지는 우수한 에너지 밀도, 낮은 자가방전 속도로 인한 비 메모리 효과, 높은 작동전압으로 다양한 전자기기뿐만 아니라 미래형 자동차산업 및 항공산업 분야에서도 점차 사용 빈도가 증가하고 있다. 현재 리튬 이차 전지의 음극물질로 널리 사용되고 있는 흑연의 경우 초기 용량 감소가 크고 이론적인 최대용량(372 mAhg-1, LiC6)이 낮다는 문제가 있어 다양한 대체물질의 연구가 진행되고 있다. 그 중에서도 Si는 Li과 반응하여 Li4.4Si합금을 형성하며 높은 이론용량을 갖고 상용화된 전지의 전압(~3.7 V)보다 0.3 V정도 밖에 낮지 않기때문에 재료의 개발과 함께 바로 사용화 할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 Si의 경우 금속 자체로 사용되는 경우 Li 이온이 삽입되어 Li4.4Si형성 시에 310%의 부피 팽창을 일으키게 되어 분쇄반응(pulverization)을 일으키고 충 방전에 따라 급격한 용량 감소를 야기한다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 RF 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 보다 간단한 방법으로 Si층 사이에 수 나노의 Al층을 삽입하여 Si 입자의 부피 팽창으로부터 오는 응력을 상쇄시켜 높은 방전 용량 특성과 우수한 수명 특성을 동시에 구현하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.56 no.6
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• pp.884-889
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• 2018

In this study, polyaniline $(PANI)/WO_3$ electrode was prepared as an anode of a lithium ion capacitor, and its electrochemical characteristics were measured and analyzed. When PANI was electrochemically deposited on the surface of $WO_3$ electrode, the capacity of $PANI/WO_3$ was improved with increase of the deposited amounts of PANI. Furthermore, the effect of light irradiation on capacity and coulombic efficiency was examined by irradiating sunlight during charging and discharging. When the light was irradiated to the $WO_3$ electrode and the $PANI/WO_3$ electrode, those capacities and coulombic efficiencies were increased compared to that measured under the dark condition. It is attributed to the photocatalytic property of $WO_3$ that can generate photoelectrons by light irradiation. In $PANI/WO_3$ electrode, PANI also can be excited under the light irradiation with affecting the electrochemical property of electrode. The photoelectrons improve the capacity by participating in the intercalation of $Li^+$ ions, and also improve the coulombic efficiency by facilitating electrons' transport. Under the dark condition, the capacity of $PANI/WO_3$ was gradually reduced with increase of cycles due to a poor stability of PANI. However, the stability of PANI was significantly improved by the light irradiation, which is attributed to the oxidation-reduction reaction originated from the photogenerated electrons and holes in $PANI/WO_3$.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.311-312
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• 2016

본 논문에서는 사이즈가 다른 고출력 원통형 리튬이온 배터리의 Remaining Useful Life(RUL)을 방전용량 기반으로 전기적 특성분석을 실시하였다. 우선, 배터리의 충/방전이 계속될 시 용량이 어떻게 변화하는지 실험해보았으며, 만충 전압(Fully Charged)에서 만방 전압(Fully Discharged) 까지의 각각의 State-Of-Charge(SOC)에서 Hybrid Pulse Power Characterization (HPPC) Test를 이용해 충전 저항과 방전 저항을 구하여, 용량과 저항의 관계를 파악하였으며, 배터리 RUL을 알기 위한 기본 정보를 확보했다.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2007.04a
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• pp.185-188
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• 2007

본 논문은 하이브리드용 자동차의 리튬 이온 전지의 사이클 라이프에 따른 용량의 감소를 예측하고 잔량을 예측하기 위한 지능형 스마트 모듈의 설계를 제안한다. 리튬 이온 전지는 충 방전 횟수에 따라 전하를 담을 수 있는 용량이 감소하고, 방전 전압이 비선형이므로 정확한 잔량 예측이 어렵다. 따라서, 지능형 스마트 모듈은 전압과 전류, 온도의 측정을 위한 데이터 수집 장치를 제작하고 퍼지 로직을 이용한 잔량 측정 알고리즘을 통해 정확도가 높은 리튬 이온 전지의 잔량을 예측하고, 충 방전 실험 값과 퍼지 로직을 이용한 결과 값의 비교를 통해 그 효용성을 보인다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.07b
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• pp.1199-1202
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• 2004

리튬이온전지 음극활질용으로 Hybrid of pitch based graphite impregnating natural graphite와 Hybrid of pitch based carbon impregnating natural graphite로 탄소전극을 제작하여 전기화학적인 특성을 연구하였다. Natural graphite에 pitch based graphite나 pitch based carbon의 혼합은 흑연의 이론용량인 372 mAh/g를 초과하는 고용량을 나타내었다. 이것은 극소공동에 리튬종의 삽입과 탈삽입에 의한 것으로 파악된다. 그러나 충 방전이 계속 진행되면서 방전용량이 급격히 저하되는 현상이 관찰되었다. X-선 회절분석 결과로부터 Hybrid of pitch based carbon impregnating natural graphite 탄소전극에는 amorphous carbon이 상대적으로 다량 존재한다는 것을 확인하였고, 이는 리튬의 삽입된 상태의 전위에 분포가 있어 충 방전시에 완만한 전압의 구배를 만들며, 비가역용량을 증가시키는 요인으로 파악되었다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.254-254
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• 2004

미세 방전 가공은 전도성 재료에 미세 구멍을 가공할 때 주로 적용되는 방법이다. 그러나 미세 방전가공을 이용하여 구멍을 가공할 때 직경이 일정한 공구를 사용하더라도 입구와 출구의 직경에는 차이가 생긴다. 구멍의 벽면과 공구사이에는 2차 방전이 발생하고 상대적으로 2차 방전의 영향을 많이 받는 입구가 출구보다 직경이 커지게 된다. 이 때문에 미세 구멍의 단면 형상은 깊이 방향으로 테이퍼가 생기게 되며, 이로 인해 진직 구멍을 가공할 수 없게 된다. 따라서 이 논문에서는 이러한 테이퍼 형상을 제거하여 진직 구멍을 가공하는 방법에 관해 연구하였다.(중략)

• Electrical & Electronic Materials
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• v.6 no.4
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• pp.339-346
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• 1993

정전결합 유동가스형 플라즈마 중합장치를 이용하여 여러가지 모노머에 대한 유기고분자 박막을 빗모양 전극위에 형성하고 이들 박막의 감습특성을 검토하기 위해 주파수범위를 60[kHz]-100[kHz]로 변화시켜 가면서 상대습도 20-90[%RH]범위에서 정전용량의 변화를 측정하였다. 상대습도가 증가함에 따라 정전용량은 일반적으로 증가했으며 방전조건중 방전전력이 낮을수록 그리고 중합시간이 짧을수록 정전용량의 증가폭이 크게 나타났다. 그리고 정전용량 측정시 박막에 인가한 전원의 주파수가 낮을수록 정전용량의 변화에 대한 선형성과 증가폭이 분명함을 알았다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.5 no.1
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• pp.30-38
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• 2002

Disordered carbon and boron-substituted disordered carbons $C_{l-x}B_x(x=0.05,\;0.10,\;0.20)$ were synthesized by Pyrolysis of LPG(liquid Propane gas)and $BCl_3$. Their electrochemical properties as anode materials for Li-ion secondary batteries were then investigated. When PVDF is added to the sample in a weight ratio 5 : 95, the disordered carbon with x=0.00 had the first discharge capacity 374 mAh/g. Its cycling performance was relatively good from the second cycle and it had the discharge capacity 258 mAh/g at the 10th cycle. When PVDF is added to the sample in a weight ratio 5 : 95, the sample with x=0.05 among the samples $C_{l-x}B_x(x=0.05,\;0.10,\;0.20)$ exhibited the largest first discharge capacity 860 mAh/g and discharge capacity 181 mAh/g at the 10th cycle. All the samples had similar cycling performances from the second cycle. The sample $C_{0.90}B_{0.10}$ showed the best electrochemical properties as a anode materials fur Li-ion secondary battery from the view points of the first discharge capacity(853 mAh/g when $10w1.\%$ PVDF is used), cycling performance, discharge capacity(400mAh/g at the 10th cycle when $10wt.\%$ PVDF is used). All the samples showed generally larger charge and discharge capacities when $10wt.\%$ PVDF ratter than $5wt.\%$ PVDF is used. The plateau region in the range of voltage lower than 1.25V becomes larger probably since the structure becomes less disordered by the addition of boron. When boron is added, the charge and discharge capacities decreased suddenly at the second cycle. This may be become only a part of Li are reversibly deintercalated and intercalated and a part of Li which are strongly combined with B are not deintercalated. The increases in charge and discharge capacities are considered to be resulted from the increase in the potential of Li in the boron-added carbons, caused by the strengthening of the chemical bond between the intercalated Li and the boron-carbon host since the boron acts as electron acceptor.