The electrochemical properties of lithium-sulfur batteries with binary electrolytes based on DME and DOL, TEGDME and DOL mixed solvent containing $LiClO_4$, LiTFSI, and LiTF salts were investigated. The ionic conductivity of 1M LiTFSI and $LiClO_4$ electrolytes based on TEGDME and DOL increased as the volume ratio of DOL solvent increased, because DOL effectively reduces the viscosity of the above electrolytes medium under the same salts concentration. The first discharge capacity of lithium-sulfur batteries in the DME and DOL-based electrolyte followed this order: LiTFSI (1,000 mAh/g) > LiTF (850 mAh/g) > $LiClO_4$ (750 mAh/g). In case of the electrolyte based on TEGDME and DOL, the first discharge capacity of batteries followed this order: $LiClO_4$ (1,030 mAh/g) > LiTF (770 mAh/g) > LiTFSI (750 mAh/g). The cyclic efficiency of lithium-sulfur batteries at 1M $LiClO_4$ electrolytes is higher than that of batteries at other lithium salts-based electrolytes. Lithium-sulfur battery showed discharge capacity of 550 mAh/g until 20 cycles at all electrolytes based on DME and DOL solvent. By contrast, the discharge capacity of batteries was about 450 mAh/g at 1M LiTFSI and LiTF electrolytes based on TEGDME and DOL solvent after 20 cycles.
Energy storage/conversion has become crucial not only to meet the present energy demand but also more importantly to sustain the modern society. Particularly, electrical energy storage is critical not only to support electronic, vehicular and load-levelling applications but also to efficiently commercialize renewable energy resources such as solar and wind. While Li-ion batteries are being intensely researched for electric vehicle applications, there is a pressing need to seek for new battery chemistries aimed at stationary storage systems. In this aspect, Zn-ion batteries offer a viable option to be utilized for high energy and power density applications since every intercalated Zn-ion yields a concurrent charge transfer of two electrons and thereby high theoretical capacities can be realized. Furthermore, the simplicity of fabrication under open-air conditions combined with the abundant and less toxic zinc element makes aqueous Zn-ion batteries one of the most economical, safe and green energy storage technologies with prospective use for stationary grid storage applications. Also, Zn-ion batteries are very safe for next-generation technologies based on flexible, roll-up, wearable implantable devices the portable electronics market. Following this advantages, a wide range of approaches and materials, namely, cathodes, anodes and electrolytes have been investigated for Zn-ion batteries applications to date. Herein, we review the progresses and major advancements related to aqueous. Zn-ion batteries, facilitating energy storage/conversion via $Zn^{2+}$ (de)intercalation mechanism.
리튬이온 배터리는 다양한 전자장치에 사용되어왔다. 리튬이온 배터리의 사용이 대중화됨에 따라, 온도, 진동, 쇼크 및 충전 환경과 같은 다양한 요인들이 배터리의 전기화학적 거동 변화에 미치는 영향을 밝히기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 한편, 지구온난화가 심화되면서 자동차 회사들은 내연기관을 대체하는 파워시스템으로 리튬 이온 배터리를 사용하기 시작했다. 하지만, 배터리는 정적인 시스템을 기반으로 발전되어왔다. 이러한 관점에서, 구조 진동체의 변수와 배터리의 관계를 밝히기 위한 많은 노력이 이루어지고 있다. 본 종설 다이나믹 시스템과 배터리의 관계에 대한 그간의 연구를 요약하고 이를 바탕으로 앞으로의 연구에 대해 전망하고자 한다. 먼저, 전기차의 진동프로파일을 모델링하는 방법에 논하고, 이들이 배터리에 적용되었을 때의 전기화학적 거동에 대하여 다루었다. 이어서 물리적 충격 및 관통, 초음파 등이 배터리에 대해 미치는 영향을 기술하였다. 마지막 단락에서는 전기차와 배터리의 공존 관점에서, 다이내믹 구조물에 특화된 배터리의 디자인, 배터리에 초점을 맞춘 다이내믹 구조물의 관점에서 전기차 샤시 및 배터리에 대한 견해를 기술하였다.
Characteristics and properties of batteries applicable to the photovoltaic system are described in this paper. The use of a number of different types of batteries and designs depends on the many and varied requirements for battery power and the different environmental and electrical conditions under which they must operate. Most of the batteries used in PV systems are lead/acid batteries, though nickel/cadmium batteries are used for small applications in locations with extreme climates or where high reliability is essential such as spacecraft. The vanadium redox battery has been acknowledged as a promising energy storage system for a wide range of applications.
The market, development and trend of Lithium ion Batteries in China are introduce briefly. Early, Chinese manufactories were busy to expand and many new battery factories have been built up. Now, the relatively large companies pay more attentions on comprehensive quality improvement, therefore the production processing and facilities have been also modified in some extent. The recent technology progresses focus on High capacity (energy density), High rate, High average voltage, High safety, High temperature properties, Long cycle life, Low temperature properties, Low self discharge, Low cost, Super-large, Super-small, Super-thin, Consistency, Customization, and Environment friendly processing, simply $H_5L_4S_3C_2E_1$. Lithium ion polymer batteries which all batteries packaged with soft lamination film are named as in China have a quick growth and emphasized here because of their advantages ins $H_5L_4S_3C_2E_1$ for which it is quite difficult to be realized at the same time. Some of research works such as listed above are introduced. The other contends related to application trend of Lithium ion batteries and projects carrying out are also included.
Ko, Jaehwan;Kang, Seung Ho;Cheong, Hae-Won;Yoon, Young Soo
한국세라믹학회지
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제56권3호
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pp.233-255
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2019
Thermal batteries are reserve batteries with molten salts as an electrolyte, which activates at high temperature. Due to their excellent reliability, long shelf life, and mechanical robustness, thermal batteries are used in military applications. A high-performance cathode for thermal batteries should be considered in terms of its high capacity, high voltage, and high thermal stability. Research progress on cathode materials from the recent decade is reviewed in this article. The major directions of research were surface modification, compounding of existing materials, fabrication of thin film cathode, and development of new materials. In order to develop a high-performance cathode, a proper combination of these research directions is required while considering mass production and cost.
Although lithium-ion batteries are currently the most reliable power supply system for various mobile applications, further improvement in energy density is still required as the need for batteries in large energy-consuming devices is rapidly growing. However, in the anode, the most widely commercialized graphite-based anode materials almost face theoretical limitations. In addition, sodium-ion batteries have been actively studied to replace expensive charge carriers with cheaper ones. Accordingly, conversion-based materials have been extensively studied as high-capacity anode materials in both lithiumion batteries and sodium-ion batteries because their theoretical capacity is twice or thrice higher than that of insertion-based materials. This review will provide a comprehensive understanding of conversion-based materials, including basic charge storage behaviors, critical drawbacks that should be overcome, and practical material design for high-performance.
Single-crystal Ni-rich NCM is a material that has drawn attention in the field of lithium-ion batteries due to its high energy density and long cycle life. In this study, we investigated the properties of single-crystal NCM 811 and its potential for use in lithium-ion batteries. High-quality single crystals of NCM 811 were successfully synthesized by crystal growth via a flux method. The single-crystal nature of the samples was confirmed through detailed characterization techniques, such as scanning electron microscopy and x-ray diffraction with Rietveld refinement. The crystal structure and electrochemical performances of the single-crystal NCM 811 were analyzed and compared to its poly-crystal counterpart. The results indicated that single-crystal NCM 811 had electrochemical performance and thermal stability superior to poly-crystalline NCM 811, making it a suitable candidate for high-performance batteries. The findings of this study contribute to a better understanding of the characteristics and potential of single-crystal NCM 811 for lithium-ion batteries.
This paper presents applications of lithium-sulfur (Li-S) energy storage batteries, while showing merits and demerits of several techniques to mitigate their electrochemical challenges. Unmanned aerial vehicles, electric cars, and grid-scale energy storage systems represent main applications of Li-S batteries due to their low cost, high specific capacity, and light weight. However, polysulfide shuttle effects, low conductivities, and low coulombic efficiencies signify key challenges of Li-S batteries, causing high volumetric changes, dendritic growths, and limited cycling performances. Solid-state electrolytes, interfacial interlayers, and electrocatalysts denote promising methods to mitigate such challenges. Moreover, nanomaterials have capability to improve kinetic reactions of Li-S batteries based on several properties of nanoparticles to immobilize sulfur in cathodes, stabilizing lithium in anodes while controlling volumetric growths. Li-S energy storage technologies are able to satisfy requirements of future markets for advanced rechargeable batteries with high-power densities and low costs, considering environmentally friendly systems based on renewable energy sources.
Cho, Woosuk;Song, Jun Ho;Kim, Sang-Min;Kim, Dong-Jin;Kang, Min-Gu;Kim, Jeom-Soo;Kim, Young-Jun
Journal of Electrochemical Science and Technology
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제4권3호
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pp.113-118
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2013
Fluorophosphate, $Na_2MnPO_4F$ as new cathode material was synthesized by carbothermal treatment method. Prepared $Na_2MnPO_4F$ has particle size under 100 nm and residual carbon exists in surface of $Na_2MnPO_4F$. Additional carbon coating was performed in order to increase the electrochemical properties. Even capacity and overpotential were improved by carbon coating using mechanical ball milling, the reduced crystallinity limited the drastic improvement of the electrochemical properties. To solve this problem, re-heat treatment was involved to recover crystallinity and then notable improvement of electrochemical properties was obtained. Specific amount of $Li^+$ that participates in electrochemical $Li^+$ insertion / extraction reaction, was x = 1 in $Li_xNa_{2-x}MnPO_4F$ within the voltage range of 2.0 to 4.8 V. The doubled capacity by 2 electron reaction can be obtained when NMPF is charged to higher voltage over 4.8 V.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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