• Journal of Electrochemical Science and Technology
• /
• 제2권1호
• /
• pp.45-50
• /
• 2011

A series of expanded graphites is prepared from graphite oxide by changing the heat-treatment temperature, and their lithiation/de-lithiation mechanism and rate performance are examined. A featureless sloping profile is observed in their charge-discharge voltage and dilatometry profiles, which is contrasted by the stepwise plateau-like profiles observed with the pristine graphite. With an increase in the heat-treatment temperature from $250^{\circ}C$ to $850^{\circ}C$, the interlayer distance becomes smaller whereas the electric conductivity becomes larger, both of which are resulted from a removal of foreign atoms (mainly oxygen) from the interlayer gaps. The expanded graphite that is prepared by a heat-treatment at $450^{\circ}C$ delivers the best rate performance, which seems to be a trade-off between the $Li^+$ ion diffusivity that is affected by the interlayer distance and electrical conductivity.

• 전기화학회지
• /
• 제2권4호
• /
• pp.195-201
• /
• 1999

탈기된 0.1 M $Na_2SO_4$ 수용액에서 Fe-Cr강의 재부동태 특성을 Cr함량, 인가전위 그리고 염소이온의 농도를 변화시키면서 관찰하였다. 염소이온이 없는 경우 재부동태 속도를 나타내는 식 log i=k-n log t에서 -n값은 Cr함량에 관계없이 -1에 수렴하였으나 Cr함량이 증가할수록 재부동태 전류밀도는 낮아졌다. A. C. impedance spectroscopy측정 결과, Cr 함량과 인가전위가 증가할수록 형성된 재부동태 피막의 charge transfer resistance$(R_{ct})$ 값은 상승하였다. 또한 재부동태 동안 흐르는 전류밀도를 Faraday식을 이용하여 피막의 두께를 계산해보면 Cr함량이 증가할수록 얇은 부동태 피막이 형성된다는 것을 알 수 있었다. 그러나 염소이온이 존재하는 경우, 염소이온이 Fe-Cr강의 재부동태를 방해하는 효과는 인가전위가 증가할수록 상승하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.101-106
• /
• 2009

In this paper, Thin films of $HfO_2$/Hf were deposited on p-type wafer by Atomic Layer Deposition (ALD). We studied the electrical and material characteristics of $HfO_2$/Hf/Si MOS capacitor depending on thickness of Hf metal layer. $HfO_2$ films were deposited using TEMAH and $O_3$ at $350^{\circ}C$. Samples were then annealed using furnace heating to $500^{\circ}C$. Round-type MOS capacitors have been fabricated on Si substrates with $2000\;{\AA}$-thick Pt top electrodes. The composition rate of the dielectric material was analyzed using TEM (Transmission Electron Microscopy), XRD (X-ray Diffraction) and XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy). Also the capacitance-voltage (C-V), conductance-voltage (G-V), and current-voltage (I-V) characteristics were measured. We calculated the density of oxide trap charges and interface trap charges in our MOS device. At the interface between $HfO_2$ and Si, both Hf-Si and Hf-Si-O bonds were observed, instead of Si-O bond. The sandwiched Hf metal layer suppressed the growing of $SiO_x$ layer so that $HfSi_xO_y$ layer was achieved. And finally, the generation of both oxide trap charge and interface trap charge in $HfO_2$ film was reduced effectively by using Hf metal layer.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제13권6호
• /
• pp.581-588
• /
• 2013

This paper presents a study of the process temperature dependence of $Al_2O_3$ film grown by thermal atomic layer deposition (ALD) as a passivation layer in the crystalline Si (c-Si) solar cells. The deposition rate of $Al_2O_3$ film maintained almost the same until $250^{\circ}C$, but decreased from $300^{\circ}C$. $Al_2O_3$ film deposited at $250^{\circ}C$ was found to have the highest negative fixed oxide charge density ($Q_f$) due to its O-rich condition and low hydroxyl group (-OH) density. After post-metallization annealing (PMA), $Al_2O_3$ film deposited at $250^{\circ}C$ had the lowest slow and fast interface trap density. Actually, $Al_2O_3$ film deposited at $250^{\circ}C$ showed the best passivation effects, that is, the highest excess carrier lifetime (${\tau}_{PCD}$) and lowest surface recombination velocity ($S_{eff}$) than other conditions. Therefore, $Al_2O_3$ film deposited at $250^{\circ}C$ exhibited excellent chemical and field-effect passivation properties for p-type c-Si solar cells.

• 에너지공학
• /
• 제23권3호
• /
• pp.150-156
• /
• 2014

본 연구는 바나듐 레독스 흐름전지에서 속도 결정단계인 양극 반응($[VO]^{2+}/[VO_2]^+$)을 개선하여 바나듐 반응의 속도를 증가시켜 흐름전지 성능을 향상시키고자 하는 목적으로 진행하엿다. 이를 위해, 다공성 촉매인 CMK3를 사용하여 일반적으로 사용되는 탄소 (Vulcan(XC-72)) 및 상용 Pt/C 촉매 (Johnson-Matthey사 Pt 20wt.%)와 그 성능을 비교하였다. 반응성은 순환주사전류법으로, 구조적 특성은 TEM과 BET&BJH을 이용하여 분석하였다. 또한, 완전지 실험을 통하여 전기화학적으로 나타난 결과가 어떻게 충방전에 적용되는지 확인하였다. 결과, CMK3는 Vulcan(XC-72)보다 6배 향상된 촉매 활성과 2배 이상 향상된 반응가역성이 나타남을 확인하였고, CMK3의 다공성 구조로 인해 Vulcan(XC-72) 보다 큰 표면적을 가지고 있음을 확인하였다. 아울러, CMK3는 백금 촉매가 없음에도, 상용 Pt/C 촉매의 85% 이상의 반응성과 가역성을 나타내었다. 완전지 실험에서 충방전 곡선은 CMK3를 적용한 흐름전지가 오히려 상용 Pt/C 촉매를 적용한 흐름전지보다 좋은 모습을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권6호
• /
• pp.861-867
• /
• 2019

차세대 리튬이차전지용 음극활물질로 각광을 받고있는 $Li_4Ti_5O_{12}$는 높은 수명특성, 낮은 비가역용량 그리고 충방전시 부피팽창이 거의 없는 물질이다. 하지만 낮은 전기전도도로 인하여 높은 전류밀도에서는 용량특성이 현저하게 낮아지는 단점을 가지고 있다. 이 문제점을 해결하기 위해 P123을 첨가한 졸-겔법으로 기공구조의 $Li_4Ti_5O_{12}$를 합성하였다. 제조된 샘플들의 물리적 특성을 분석하기 위해 XRD, SEM, BET를 사용하였고, 전기화학적 특성은 사이클테스트, cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS)로 분석을 하였다. P123/Ti = 0.01mol의 비율로 만들어진 $Li_4Ti_5O_{12}$에서 가장 균일한 입자사이즈, 높은 비표면적, 그리고 상대적으로 높은 기공의 분포를 보였다. EIS분석 결과 기공구조의 $Li_4Ti_5O_{12}$의 경우 저항을 나타내는 반원의 크기가 현저하게 감소하였으며, 전극 내 저항값이 줄어들었음을 알 수 있었다. 율속 테스트결과 0.2C에서 178 mAh/g, 0.5C에서 170 mAh/g, 5C에서 110 mAh/g 그리고 10C에서 90 mAh/g의 용량을 유지하였고 용량회복율 또한 99%로 매우 우수하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제60권3호
• /
• pp.327-333
• /
• 2022

본 연구에서는 고용량 음극 소재로 활용되는 실리콘의 부피팽창을 개선하기 위해 Si/CNT/C 음극 복합소재를 제조하였다. Si/CNT는 표면 개질에 의한 양전하 실리콘과 음전하 CNT의 정전기적 인력에 의해서 제조되었고, 수열합성에 의해서 구형의 Si/CNT/C 복합소재를 합성하였다. 전극 제조는 poly(vinylidene fluoride) (PVDF), polyacrylic acid (PAA) 및 styrene butadiene rubber (SBR) 바인더를 사용하였고, 1.0 M LiPF₆ (EC:DMC:EMC = 1:1:1 vol%) 전해액 및 fluoroethylene carbonate (FEC)가 첨가된 전해액을 사용하여 전지를 제조하였다. Si/CNT/C 음극 복합소재는 SEM, EDS, XRD 및 TGA를 사용하여 물리적 특성을 분석하였으며, 사이클, 율속, dQ/dV 및 임피던스 테스트를 통해 리튬이온 배터리의 성능을 조사하였다. 활물질로 Si/CNT/C 복합소재, 바인더로 PAA/SBR, 전해액으로 FEC 10 wt%가 첨가된 EC:DMC:EMC 용매를 사용했을 경우, 50 사이클 후 914 mAh/g의 높은 가역 용량과 83%의 용량 유지율 및 2 C/0.1 C에서 70%의 속도 특성을 보여주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제47권3호
• /
• pp.344-348
• /
• 2009

리튬 이온 폴리머 전지의 사이클에 의한 용량 감소를 예측할 수 있는 1차원 모델링을 수행하였다. 이 연구에 사용된 수학적 모델에서는 전지 셀에서의 전기화학반응 속도론, 이온의 전달현상, 용량 감소 반응(parasitic reaction)을 고려하였다. 모델링의 신뢰성을 검증하기 위하여 LG화학에서 개발된 5Ah 급 리튬 이온 폴리머 전지의 사이클 성능을 측정하여 얻은 결과와 모델링의 결과를 비교하였다. 사이클 시험은 정전류 방전과 정전류-정전압 충전을 수행하였다. 방전 시험은 1C로 수행하였다. 충전상태(state of charge; SOC)의 범위는 1부터 0.2 사이에서 수행하였다. 충전실험은 정전류-정전압 방법으로(제한전류 10C, 제한전압 4.2 V) 수행하였고, 정전압 충전일 때 충전 전류가 50 mA에 도달하면 시험을 종료하였다. 전지의 용량측정은 사이클 시험이 시작전과 100 사이클마다 1C와 5C에서 용량을 측정하였다. 모델링에 근거하여 얻은 결과와 시험결과가 잘 일치하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제32권1호
• /
• pp.191-195
• /
• 2011

This study reports the root cause of the improved rate performance of $LiFePO_4$ after Cr doping. By measuring the chemical diffusion coefficient of lithium ($D_{Li}$) using cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), the correlation between the electrochemical performance of $LiFePO_4$ and Li diffusion is acquired. The diffusion constants for $LiFePO_4$/C and $LiFe_{0.97}Cr_{0.03}PO_4$/C measured from CV are $2.48{\times}10^{-15}$ and $4.02{\times}10^{-15}cm^2s^{-1}$, respectively, indicating significant increases in diffusivity after the modification. The difference in diffusivity is also confirmed by EIS and the $D_{Li}$ values obtained as a function of the lithium content in the cathode. These results suggest that Cr doping facilitates Li ion diffusion during the charge-discharge cycles. The low diffusivity of the $LiFePO_4$/C leads to the considerable capacity decline at high discharge rates, while high diffusivity of the $LiFe_{0.97}Cr_{0.03}PO_4$/C maintains the initial capacity, even at high C-rates.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
• /
• 한국반도체및디스플레이장비학회 2007년도 춘계학술대회
• /
• pp.244-249
• /
• 2007

In this paper, in order to get the characteristics of the lithium secondary cell, such as cycle life, charge and discharge characteristic, temperature characteristic, self-discharge characteristic and the capacity recovery rate etc, we build a mathematical model of battery. In this one-dimensional model, Seven governing equations are made to solve seven variables $c,\;c_s,\;{\Phi}_1,\;{\Phi}_2,\;i_2,\;j\;and\;T$. The mathematical model parameters used in this model have been adjusted according to the experimental data measured in our lab. The connecting research of this study is to get an accurate estimate of the capacity of battery through comparison of results from simulation and fuzzy logic system. So the result data from this study is reorganized to fit the fuzzy logic algorithm.