• 공업화학
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• 제22권1호
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• pp.67-71
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• 2011

$Li/SO_2Cl_2$ 전지의 양극활물질은 $SO_2Cl_2$인데 이 물질은 전해액의 용매이기도 하다. 이를 일컬어 catholyte (cathode와 electrolyte의 합성어)라 칭하는데 전지의 방전이 진행됨에 따라 소진된다. 따라서 전지 제작 시 투입되는 $SO_2Cl_2$의 특성은 전지의 용량을 결정하는 중요 변수이다. 또한, $Li/SO_2Cl_2$ 전지의 transition minimum voltage (TMV)와 전압지연 편차는 전해액과 리튬의 반응에 의하여 형성된 부동화 막과 관련되는데 이 부동화 막은 전해액 내 불순물(수분 또는 중금속 이온)이 있을 경우 이의 성장이 촉진된다. 따라서 전해액을 정제시키는 기술과 이를 평가하는 방법의 정립은 반드시 필요하다. 본 연구에서는 $LiAlCl_4/SO_2Cl_2$전해액을 $AlCl_3$와 LiCl을 이용하여 제조하였고 제조된 전해액을 이온전도도계와 색도계 및 FT-IR을 이용하여 농도와 수분, 금속함량 등을 평가하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제39권1호
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• pp.36-41
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• 2004

Poly(ethylene oxide)(PEO)와 epoxy diacrylate(EDA) 및 금속염인 LiClO_4$를 블렌드하고 자외선 가교시킴으로써 이온전도특성을 나타내는 고체 전해질을 제조하고, 제조된 전해질의 이온 전도도를 블렌드조성 염농도 및 온도 변화에 따가 측정하였다. PEO/EDA의 조성비가 70/30 wt%이고 ethylene $oxide/Li^+$의 몰비가 10인 전해질이 $25^{\circ}C$에서 $1.2{\times}10^{-5} S/cm$에 달하는 높은 이온전도도를 나타내었다. 제조된 전해질 필름은 투명하였으며 고무와 같은 탄성을 나타내었다. DSC, XRD 및 편광현미경을 이용한 모폴로지 분석으로부터 에폭시 사슬이 PEO의 결정화를 억제함으로써 완전히 무정형인 블렌드를 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.92-99
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• 2009

심매설 접지봉의 경우 장마철에 빗물이나 지하수와 접촉하는 경우가 발생한다. 수중에 잠겨있는 접지극에 서지 전압이 인가되면 접지극 주변에서 이온화 현상이 발생하게 된다. 지중이나 수중에서의 이온화 현상은 접지 시스템의 에너지적인 특성에 의해 영향을 받는다. 이 논문의 목적은 축소된 전해 수조를 이용하여 임펄스 전압에 의한 접지시스템의 과도특성을 파악하는데 있다. 매틀랩 프로그램을 활용하여 이온화에 의한 전위저감과 방출된 에너지를 측정하여 정량적인 분석을 수행하였다. 접지극 끝단의 최대 전압은 물의 저항률과 Marx형 전압발생장치의 충전전압에 따라 다양하게 나타났다. 접지극 끝단의 전위는 절연파괴전압에 이르기 전 인가전압에서 대략 절반까지 감소하였다. 또한 절연파괴가 발생하기 전 인가된 에너지의 절반 이상의 에너지가 이온화에 의해 접지극을 통하여 방출되었다.

• 공업화학
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• 제7권3호
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• pp.433-442
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• 1996

분자량이 큰 Poly(ethylene oxide)[PEO] 고분자에 $LiClO_4$, $LiCF_3SO_3$ 등의 리튬염과 ethylene carbonate(EC), propylene carbonate(PC) 등의 가소제를 고정화시킨 고분자 전해질의 전기화학적 특성 및 물리적 성질을 조사하였다. 가소제가 첨가된 PEO-Li계 고분자 전해질은 상온에서 $10^{-4}S/cm$의 이온 전도도를 보였고 4.5 V(vs. $Li^+/Li$)까지 높은 전기화학적인 안정성을 나타냄으로써 리튬 2차전지에 적용 가능한 것으로 나타났다. 리튬염 및 가소제의 첨가에 따라 PEO의 결정상이 감소되었고 특히 $LiClO_4$, PC등이 $LiCF_3SO_3$, EC 등에 비하여 더 효과적인 것으로 나타났다. 리튬염의 농도가 증가할수록 고분자 전해질의 유리전이온도($T_g$)는 증가되었으며 반면에 융점온도($T_m$)는 감소하는 것으로 나타났다. 가소제가 첨가된 고분자 전해질은 $6^{\circ}C$에서 결정화 되었다.

• 공업화학
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• 제7권2호
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• pp.228-236
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• 1996

본 연구에서는 고밀집 섬유다발체 내에 수은과 금속이온을 함유한 수용액을 동시에 주입시켜 최소 공간에서 최대한의 수은전극 면적을 갖는 수직형 순환식 수은 모세관 다발체 전극 전해반응 장치가 개발되었다. 이 장치의 특성과 안정성을 평가하기 위해 수은과 수용액의 유량 변화에 따른 철(III)과 우라늄(VI)이온의 환원 voltammogram이 측정되었다. 수용액의 유속은 장치 내 전해반응에 큰 영향을 미쳤으며, 잘 발달된 한계전류를 얻기 위해서는 정밀한 유속조절이 필요하였다. 측정된 voltammogram의 한계전류는 수용액 유속에 선형적으로 비례하였으며, 한계전류를 보이는 전위에서 연속적으로 우라늄(VI)과 철(III) 이온을 100% 환원시킬 수 있었다. 고밀집 섬유집합체 내에서 수은이 모세관 연속체를 유지하는데 필요로 하는 수은유속 이상에서는 수은유속의 변화는 장치 내의 전해반응에 큰 영향을 미치지 않았다. 본 연구에서 개발된 수직형 순환식 수은 모세관 다발체 전극 전해계는 정확히 제어되는 수용액 유량조건에서 수용액 내의 금속이온의 산화수 상태 및 농도의 연속적인 분석 및 전해반응 기구 해석에 효과적으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제7권4호
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• pp.183-188
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• 2004

리튬 설퍼전지용 고분자 전해질을 개발하기 위해 상전이 방법으로 미세기공 P(VdF-HFP) 고분자 필름을 제조하였다. 미세기공 고분자 전해질은 NMP추출에 사용되는 증류수와 메탄올의 혼합 농도를 조절함으로써 고분자 필름 내부의 기공 구조 형성을 제어할 수 있었다. $80\%$ 메탄올로 제조한 미세기공 고분자 필름에 1M $LiCF_3SO_3-TEGDME/EC$의 액체 전해질을 함침시켜 제조한 고분자 전해질이 가장 높은 이온 전도도를 나타냈으며 리튬 이차전지에 사용 가능한 $2\times10^{-3}S/cm$의 이온전도도를 나타내었다. 또한 고분자 필름의 기공도가 균일하고 저장 시간에 따른 이온전도도 감소도 적었으며, 리튬 전극과의 계면저항도 가장 낮게 나타났다. 리튬염에 따른 이온전도도를 측정한 결과 $LiPF_6$를 사용한 고분자 전해질이 상온에서 $3.3\times10^{-3}S/cm$로 나타났다.

• 전기화학회지
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• 제13권2호
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• pp.145-152
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• 2010

본 연구에서는 organophosphate를 기반으로 한 과불소화된 아크릴레이트 가교제를 사용하여 제조한겔 고분자 전해질의 이온 전도도 및 전기화학적 특성을 평가하였다. 과불소화된 아크릴레이트 가교제를 사용하여 만든 겔 고분자 전해질은 액체전해질의 함량이 최대 97 wt%까지 안정한 겔 상태를 유지하였다. 본 연구에서 제조한 겔 고분자 전해질의 이온전도도는 $30^{\circ}C$에서 $1.0\;{\times}\;10^{-2}\;S/cm$의 값을 가졌다. 또한 전기화학적 안정성 테스트에서도 약 4.5V로 이상까지 산화에 의한 열화가 없이 안정하였다. 합성된 겔고분자 전해질을 리튬이온 고분자 전지에 적용하여 그 활용성을 평가하였다. 양극으로는 $LiCoO_2$를 사용하였으며 음극으로는 카본을 사용하였다. 이렇게 만든 리튬이온 고분자 전지는 0.1C에서 136.11 mAh/g의 용량으로 이론용량과 거의 비슷한 값을 나타내었으며, 2C 방전에서도 초기 용량의 91%를 유지하였다. 또한 500번의 충방전 후에도 초기 용량의 70%정도의 용량을 유지하였다.

• 공업화학
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• 제10권7호
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• pp.969-973
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• 1999

본 연구에서는 카르복실산 약산성 양이온교환수지인 Fiban K-4를 이용하여 $NH_4OH$ 용액에서의 가수분해 정도와 전위차 적정곡선에 의한 암모니아 흡착 특성을 알아보았다. 여러가지 농도의 지지전해질 $(NH_4)_2SO_4$에서 $NH_4OH$의 농도에 따른 pH 값은 실험 값과 이론 값이 잘 일치되었다. 암모니아의 평행 흡착곡선으로부터 pH에 따른 이온교환수지의 $NH_3$ 흡착량을 계산할 수 있었다. 또한 지지전해질의 농도가 낮아지거나 pH가 감소함에 따라 가수분해 정도가 증가하는 것을 알 수 있으며, 전해질의 농도가 감소함에 따라 0.01 M 이하의 모노 이온형태를 갖기 위해서는 pH값을 증가시켜야 하는 것을 알 수 있었다. 그러므로 이들의 결과로부터 전해질의 농도와 pH의 값이 결정된다.

• 전기화학회지
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• 제18권2호
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• pp.51-57
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• 2015

상온 이온성 액체인 propylmethylpyrrolidinium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (PMPyr-TFSI)를 리튬이차전지 전해질 용매로 사용 시 PMPyr-TFSI 내 수분 및 브롬 불순물이 전지의 성능에 미치는 영향을 연구하였다. 고전압 양극 물질인 $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4$ 스피넬 구조 양극을 이용한 반쪽 전지의 전해질로 PMPyr-TFSI를 사용 하는데 있어, PMPyr-TFSI의 수분 함유량을 각각 12, 77, 1060 ppm으로 제어하고 전압 곡선 개형 및 쿨롱 효율 거동 추적을 통해 PMPyr-TFSI 수분량이 전지 성능에 부정적인 영향을 미치는 것을 구체적으로 확인하였다. 또한, PMPyr-TFSI 전해질 내의 브롬 이온 불순물 양 제어를 통하여, 전지 내에서 브롬 이온 불순물과 관련한 전기화학 부반응을 찾아 내었다. 이들 할로겐 불순물에 의한 초기 전지 쿨롱 효율저하는 눈에 띠었으나, 수명 저하에는 큰 변화가 없음을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제22권2호
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• pp.53-59
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• 2019

전해질의 미시 구조분석을 위해서는 이온-이온 및 이온-용매 상호작용을 이해하는 것이 매우 중요하다. 이 총설은 유전체 이완 분광법(Dielectric relaxation spectroscopy)의 기본 원리와, 이를 이용한 전해질 구조 연구 사례를 소개하고자 한다. 유전체 이완 분광법은 임피던스법의 일종으로서, 수십 GHz 수준의 높은 주파수 영역에 걸쳐 전해질의 유전 특성을 측정한다. 이를 통해, 유전체 이완 분광법은 전해질 내 존재하는 다양한 극성 화학 종, 즉, 쌍극자 모멘트(Dipole moment)를 갖는 자유 용매(Free solvent) 및 이온쌍(Ion pair)의 종류와 농도에 대한 정보를 제공한다. 유전체 이완 분광법이 제공하는 정보는 기존 분석 기법(적외선 분광법(Infrared), 라만 분광법(Raman) 및 핵자기 공명 분광법(Nuclear magnetic resonance) 등)이 제공하는 정보들과 상호보완적 관계에 있으며, 이러한 종합적 분석을 통해 전해질 구조에 관한 깊은 이해가 가능하다.