• 자원리싸이클링
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• 제21권5호
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• pp.79-87
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• 2012

리튬이온전지의 대형화와 범용화에 따라 경제성과 안정성 관점에서 정극재료의 개발은 중요한 과제로 대두되고 있다. 18650 원통형 전지의 에너지 밀도는 발매 초기인 1991년 230Wh/l에서 2005년 2배 이상의 500Wh/l로 증가하였으며, 제품 대부분의 에너지용량은 450~500 Wh/l, 150~190Wh/kg이고 안전성, 제조비 절감 및 장 수명을 중점적으로 개발하고 있다. $LiCoO_2$ 정극활물질 중의 Co가 고가이므로 Co 사용량을 줄이면서 에너지 용량을 향상시키기 위하여 $LiMn_2O_4$, $LiCo_{1/3}N_{i1/3}Mn_{1/3}O_2$, $LiNi_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2$, $LiFePO_4$-C복합체 (167 mA/g)등이 개발되고 있다. 전동자전거용 전지는 출력밀도 500 Wh/kg, 전동공구용 1,500Wh/kg, EV나 PHEV용으로는 4,000~5,000Wh/kg의 대용량 출력밀도를 요구하고 있으므로 배터리 소재의 성능을 향상시키려고 많은 연구가 진행되고 있다. 최근 Graphene-sulfur 복합체정극활물질 600 Ah/kg, 2차전지용 분자클러스터(molecular cluster) 320 Ah/kg 등의 새로운 정극활물질이 연구 개발되고 있으므로 실용화가 기대된다.

• 자원리싸이클링
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• 제24권6호
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• pp.9-16
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• 2015

폐리튬이차전지 양극재 재활용기술에 있어 침출과정을 통해 회수된 유가금속을 다시 원하는 조성의 전구체로 재합성하는 공침공정은 필수적이다. 본 연구에서는 고용량 특성의 Ni-rich 조성인 $LiNi_{0.6}Co_{0.2}Mn_{0.2}O_2$ (NCM 622) 양극재의 전구체 재합성 시 암모니아가 불순물로서 미치는 영향을 확인하는 공침실험을 수행하였다. SEM 및 EDS 분석결과 양극재 전구체 최적 합성조건(금속염 용액 농도 2 M 기준 암모니아수 농도 1 M)에서 암모니아 농도가 증가할수록 원하는 조성의 전구체가 제조되지 않음을 확인하였다. Ni의 설계함량인 60 mol%를 기준하여 암모니아수 농도 1 M ~ 4 M 조건에서 각각 100%, 98%, 95%, 87%에 해당하는 공침효율을 보여주었다. 또한 제조된 전구체 입자들의 구형화도, 균일도 및 크기분포특성 등의 형상학적 특징을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.901-908
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• 2018

흑연은 리튬이온전지에 사용 되는 대표적인 음극활물질이다. 그러나 최대 이론 용량이 $372mA\;h\;g^{-1}$으로 제한되기 때문에 고용량의 리튬이온전지 개발을 위해서는 새로운 음극 소재 활물질이 필요하다. 실리콘의 최대 이론 용량은 $4200mA\;h\;g^{-1}$으로 흑연보다 높은 값을 나타내지만 부피 팽창이 400%로 크기 때문에 음극 소재 활물질로 바로 적용하기에는 적합하지 않다. 따라서 부피 팽창으로 인한 방전 용량의 감소를 최소화하기 위해 건식 방법으로 실리콘을 분쇄 하여 기계적 응력 및 반응상의 체적 변화를 감소시키고 입도 제어 된 실리콘 입자에 탄소를 코팅하여 체적의 변화를 억제하였다. 그리고 탄소 섬유를 입자 표면에 실타래처럼 성장시켜 2차적으로 부피 팽창을 제어하고 전기전도성을 개선하였다. 실험 변수에 따른 재료들의 물리화학적 특성을 XRD, SEM 및 TEM을 사용하여 측정하였고 전기화학적 특성을 평가 하였다. 본 연구에서는 실리콘의 수명 특성을 향상시켜 음극 소재 활물질로 사용 할 수 있는 합성 방법에 대하여 알아보았다.

• 산업융합연구
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• 제20권10호
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• pp.87-94
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• 2022

본 논문은 ESG에 따른 신 산업기술 재편으로 V4 지역은 한국의 배터리 제조기지의 변곡점을 제기하고자 한다. 이는 코로나19에 따른 경제 위기속에 러시아-우크라이나 전쟁과 미-중간의 패권을 겨루고 있기 때문이다. 그로 인해 글로벌 공급망 시장은 단절된다. 중국과 러시아로부터의 유럽으로 광물, 곡물조달이나, 가스, 심지어 밀 수입이 여의치 않는 환경에서, 신 공급처의 다각화가 나타나고 있다. 보호주의와 글로컬로써, 이 지역은 러시아-우크라전쟁으로 완충지대(친러, 헝가리)에서 고립지대(반러, 폴란드)로 활용된다. EU 테이퍼링 기간과 높은 인플레이션으로 세계경제 성장은 더 둔화될 전망이다. 논문의 경우 이 지역의 시장단절(chasm) 방안을 다룬다. 이러한 변화에 신사업 기술의 전환과 에너지 공급에 따른 독일의 산업위축이 지난 20년간 경제성장 원동력을 잃게 될 수도 있다. 이는 명목 지표에서 현지 시장 단절(chasm)이 발생하고 있다. 다른 한편으로 한국은 희토류소재 공급망의 불균형에 따른 우회 개발공급 지역으로써, V4지역에 AI를 접목한 에너지 발전 수출(원전 및 전기-수소 발전)지역으로 전개해야 한다. 본 논문은 이러한 산업 연계로 인한 시장단절을 극복하려면, 신에너지 개발과 플랫폼 규모화를 이루고, 세계 각국에서 신뢰적인 공급 기술(차세대 전지, 재활용기술, 저가LFP)을 다각화를 형성할 수 있음을 방증하고 있다.

• 한국가금학회지
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• 제14권1호
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• pp.9-13
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• 1987

3주령 부로일러형 병아리를 암수 혼합하여 12처리에 battery 당 10마리씩 2반복의 4$\times$3$\times$2형 요인 실험설계에 의하여 실험을 실시하였다. 시험사료는 0, 10 그리고 20%의 밀기울 첨가구와 20% 밀기울에 0.008 %의 cellulase를 첨가하여 이용하였다. 5주간 사양이 끝난 후 위의 4가지 다른 비율로 밀기울이 혼합된 사료에 1%의 chromic oxide를 배합하여 하루 100g씩 급여하였다. 2일간의 예비기간을 거친 후 다음 2일동안 사료급여후 2시간, 4시간, 8시간 마다 하루 3번씩 분을 취채하여 다음 분석을 위하여 빙점 이하에서 보관하였다. 2일 동안의 분 채취를 끝낸후 각 battery에서 임으로 5마리씩 채취하여 도살 후 곧 소화기 전부(식도 첫 부분에서 항문까지)를 수집하여 각 부위별로 (근위, 십이지장과 공장, 회장, 맹장, 직장) 묶은 다음 각 부위의 길이를 측정하였으며 근위는 내용물을 제거한 후 무게를 측정하였다. 시험결과에 의하면 밀기울 첨가 수준이 다른 구와 Cellulase를 첨가한 구들간에 소화기의 길이는 차이를 보이지 않았다. 그러나 대조구에서 각 부위에서 근위의 무게는 현저히 (P〈0.05) 가벼웠으며 소화기 각 부위에서 chromium이 머무는 시간은 밀기울 처리수준에 따라 차이가 나타나지 않았다.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권2호
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• pp.55-60
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• 2020

기존 연구에서 본 연구자들은 여러 가지 리튬 함유 용액으로부터 탄산리튬 분말 제조에 대하여 보고하였으며, 이중에서 수산화리튬 용액과 CO₂ 가스와의 반응이 열역학적으로 탄산리튬 생성이 가능하고 89.4 %의 회수율을 나타내었다. 본 연구에서는 수산화리튬 용액과 CO₂ 가스와 기액반응에 있어서 초음파에너지를 가하여 탄산리튬 분말을 제조하는 실험을 실시하였다. 실온에서 탄산리튬 생성 반응에 초음파를 가하였을 경우에 리튬의 회수율은 83.8 %이었으며, 60℃에서 초음파를 가하면 99.9 %로 회수율이 급격하게 증가되었다. 또한 초음파 에너지를 가하지 않을 경우의 입자 크기는 D50에서 약 87.7 ㎛이었으며, 초음파를 가한 경우에는 D50이 약 8.4 ㎛로 급격하게 감소하는 결과를 얻었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.403-410
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• 2016

금속으로 이루어진 물질의 경우에는 고유하며 명백한 공진 주파수를 가지고 있다. 이러한 성질을 이용하여, 공장에서 만들어진 제품의 품질 테스트를 실행할 수 있다. 해당 제품에 충격을 가하고 이로부터 발생되는 소리나 진동의 주파수를 고성능의 장비를 이용하여 측정하게 된다. 범용 컴퓨터나 DSP 기반의 단독 시스템들이 이를 위해서 사용되며 이러한 장비들은 들고 다니기에 크기가 너무 크고 구축비용이 많이 든다. 본 논문에서는 TI의 MSP430 계열의 MCU를 이용하여 개발된 시스템에 대하여 소개하고자 한다. 초저전력의 MSP430 MCU들은 큰 용량의 배터리가 필요 없으므로 매우 작은 크기의 주파수 분석기를 제작하는 것이 가능하게 한다. 제안된 시스템은 검사원이 쉽게 장비를 가지고 다닐 수 있어야 하고 정확도를 다소 희생하더라도 작은 개발비용이 요구되는 환경에 사용될 수 있을 것이다. 제안된 시스템은 론치패드를 이용하여 개발되었으며, 인위적이거나 자연스런 소리의 주파수를 매우 높은 정확도로 판별 할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제11권4호
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• pp.297-303
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• 2008

구연산과 에틸렌 글리콜이 함유된 분무용액으로부터 분무열분해 공정에 의해 미세한 $LiNiO_2$ 분말들을 합성하였다. 마이크론 크기를 가지는 구형 형상 및 다공성의 전구체 분말들은 $800^{\circ}C$에서의 후열처리 후에 마이크론 크기 및 균일한 형태를 가지는 $LiNiO_2$ 분말로 전환되었다. 분무용액에 첨가된 구연산 및 에틸렌 글리콜의 농도가 0에서 1 M 까지 증가할 때 $LiNiO_2$ 분말들의 초기 방전 용량은 199 mAh/g 에서 171 mAh/g 까지 감소하였다. 구연산과 에틸렌 글리콜을 함 유한 분무용액으로부터 합성된 $LiNiO_2$ 분말은 리튬의 첨가량이 양론비보다 6 mol% 과량일 때 198 mAh/g의 최대 초기 방전 용량을 가졌다. 미세한 $LiNiO_2$ 분말은 0.1 C 의 전류 밀도하에서 30회 충방전 후에 방전 용량이 198 mAh/g 에서 163 mAh/g 으로 감소하였다.

• 소성∙가공
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• 제17권8호
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• pp.594-599
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• 2008

This paper presents a micro air pump based on the synthetic jet to supply reactant at the cathode side for micro fuel cells. The synthetic jet is a zero mass flux device that converts electrical energy into the momentum. The synthetic jet actuation is usually generated by a traditional PZT-driven actuator, which consists of a small cylindrical cavity, orifices and PZT diaphragms. Therefore, it is very important that the design parameters are optimized because of the simple configuration. To design the synthetic jet micro air pump, a numerical analysis has been conducted for flow characteristics with respect to various geometries. From results of numerical analysis, the micro air pump has been fabricated by the PDMS replication process. The most important design factors of the micro air pump in micro fuel cells are the small size and low power consumption. To satisfy the design targets, we used SP4423 micro chip that is high voltage output DC-AC converter to control the PZT. The SP4423 micro chips can operate from $2.2{\sim}6V$ power supply(or battery) and is capable of supplying up to 200V signals. So it is possible to make small size controller and low power consumption under 0.1W. The size of micro air pump was $16{\times}13{\times}3mm^3$ and the performance test was conducted. With a voltage of 3V at 800Hz, the air pump's flow rate was 2.4cc/min and its power consumption was only 0.15W.

• 한국분말재료학회지
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• 제23권2호
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• pp.136-142
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• 2016

As precursors of cathode materials for lithium ion batteries, $Ni_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}(OH)_2$ powders are prepared in a continuously stirred tank reactor via a co-precipitation reaction between aqueous metal sulfates and NaOH in the presence of $NH_4OH$ in air or nitrogen ambient. Calcination of the precursors with $Li_2CO_3$ for 8 h at $1,000^{\circ}C$ in air produces dense spherical cathode materials. The precursors and final powders are characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy, particle size analysis, tap density measurement, and thermal gravimetric analysis. The precursor powders obtained in air or nitrogen ambient show XRD patterns identified as $Ni_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}(OH)_2$. Regardless of the atmosphere, the final powders exhibit the XRD patterns of $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ (NCM). The precursor powders obtained in air have larger particle size and lower tap density than those obtained in nitrogen ambient. NCM powders show similar tendencies in terms of particle size and tap density. Electrochemical characterization is performed after fabricating a coin cell using NCM as the cathode and Li metal as the anode. The NCM powders from the precursors obtained in air and those from the precursors obtained in nitrogen have similar initial charge/discharge capacities and cycle life. In conclusion, the powders co-precipitated in air can be utilized as precursor materials, replacing those synthesized in the presence of nitrogen injection, which is the usual industrial practice.