• 한국세라믹학회지
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• 제36권2호
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• pp.172-177
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• 1999

흑연 및 카본재료는 알칼리 금속을 intercalation/de-intercalation 시킬수 있는 특성을 지니고 있으며, 또한 Li-intercalated carbon의 화학 potential이 Li 금속에 가까운 낮은 값을 지닌 특성으로 리튬 이차전지의 anode 전극재료로서 널리 쓰일 가능성이 매우 크다. 본 연구에서는 카본재료 중 mesocarbon microbeads (MCMB)를 리튬 이차전지의 anode 전극재료로 사용하여 전지반응을 수행하고, 전극의 충.방 전 특성과 전극계면 반응특성에 대하여 연구하였다. 즉, Li/carbon(MCMB) 전지 cell를 제작하고 전해질과 전극계면에서 일어나는 전기화학 반응특성을 충.방 전 시험, Potentionat/Galvanostat 시험, FT-IR 분석, XRD 및 SED 분석에 의하여 고찰하였다. 전지반응이 진행되면서 전극과 전해질 계면에서 고체상태의 부동태 막 (passivation film)이 형성되었으며, 일단 형성된 막은 전해질 내에 용해되지 않고 충.방 전 횟수가 증가하면서 두께가 증가되었다. 또한, 이러한 전극 계면에서 형성된 부동태 막과 중전용량과의 관계에 대하여 고찰하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.419-420
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• 2012

Lithium-ion battery (LIB) usually used for valuable electronic devices are extended to applications. High stability negative electrode materials for LIB were investigated using electrodeposition of nanoparticles (NPs) on the nanostructured carbon. NPs with about 70 nm diameters were evenly prepared on the graphitic carbon materials using electrodeposition process at room temperature. It was observed that the NPs were homogeneously embedded into not only external surface but bottom part of the graphitic carbon network. The graphitic carbon material covered with NPs enables facile electron transport owing to the network structure and improves structural collapse during cycling. This facile room temperature process is expected to be applicable to other anode materials such as Sn and Al for the anode of LIB.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권5호
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• pp.554-559
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• 2011

리튬금속을 음전극으로 사용할 때의 안전성과 전극 특성을 개선하기 위해, 리튬금속 표면에 각기 종류가 다른 3가지의 탄소분말을 리튬금속 표면에 물리적으로 코팅한 전극을 제조하고 이를 리튬 2차전지의 음전극으로 채택하여 충방전 특성을 조사하였다. 일차입자의 입경이 작고 비표면적이 큰 탄소분말로 코팅한 음전극을 채택하는 경우가 충진밀도가 높고 표면 거칠기가 낮으며, 충방전 특성도 우수하게 나타났다. 이러한 탄소분말 코팅 효과는 소형 셀일수록 더욱 유리하게 나타났다.

• 공업화학
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• 제30권3호
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• pp.331-336
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• 2019

본 연구에서는 리튬이차전지의 초기 효율과 율속 특성의 향상을 위해 피치계 소프트 카본 음극재의 요구 물성 및 제조 공정변수에 대한 실험을 진행하였다. 피치는 석유계 잔사유를 사용하여 공정 온도를 변수로 합성하였다. 공정온도를 각각 360, 370, $410^{\circ}C$에서 3 h 진행하여, 86, 98, $152^{\circ}C$의 연화점을 갖는 피치를 제조하였다. 피치의 원소분석과 열적 특성을 EA 분석과 TGA 분석을 통해 고찰한 결과, 높은 연화점을 갖는 경우 낮은 H/C 및 발달된 열적안정성을 관찰할 수 있었다. 얻어진 피치를 $1,200^{\circ}C$에서 1 h 동안 탄화 열처리 공정을 진행하여 소프트 카본계 음극재를 제조하였다. XRD 분석을 통해 결정 구조를 고찰한 결과, 연화점이 높은 피치에서 제조된 소프트 카본은 상대적으로 고비점의 성분들로 구성되어 탄화 열처리공정 시 증발 성분의 감소 및 고리화에 참여하는 성분들의 증가로 인하여 결정성이 증가하였음을 고찰할 수 있었다. 결정성이 향상된 소프트 카본계 음극재에서 향상된 초기 효율과 율속 특성의 결과를 얻을 수 있었다. 향상된 초기 효율 및 율속 특성은 소프트 카본계 음극재의 발달된 결정 구조에서 기인하는 메커니즘에 대하여 논의하였다.

• 공업화학
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• 제32권1호
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• pp.83-90
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• 2021

본 연구에서는 저온 열처리 탄소의 물리·화학적 특성이 이차전지 음극재로서의 전기화학적 거동에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 석유계 핏치의 코크스화를 위하여 600 ℃ 열처리를 수행하였으며 제조된 코크스는 700~1500 ℃로 탄화 온도를 달리하여 저온 열처리 탄소 음극재로 제조되었다. 탄소 음극재의 물리 화학적 특성은 N2 흡·탈착 등온선, X-ray diffraction (XRD), 라만 분광(Raman spectroscopy), 원소 분석 등을 통하여 확인하였으며,저온 열처리 탄소의 음극 특성은 반쪽 전지를 통한 용량, 초기 쿨롱 효율(ICE, initial Coulomb efficiency), 율속, 수명 등의 전기화학적 특성을 통하여 고찰하였다. 저온 열처리 탄소의 결정 구조는 1500 ℃ 이하에서 결정자의 크기와 진밀도가 증가하였으며 비표면적은 감소하였다. 저온 열처리 탄소의 물리화학적 특성 변화에 따라 음극재의 전기화학 특성이 변화하였는데 수명 특성은 H/C 원소 비, 초기 쿨롱 효율은 비표면적, 율속 특성은 진밀도의 특성에 기인하는 것으로 판단되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.527-534
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• 2015

본 연구에서는 직접 탄소 연료전지(DCFC)에서 세 종류의 탄화수소(메탄, 에탄, 프로판) 열분해를 이용하여 다공성 니켈 연료극에 탄소를 직접 생성시켜 연료극과 연료간의 물리적 접촉을 향상시켰다. 전자현미경으로 각각의 탄화수소로부터 생성된 탄소 입자들이 탄소 수가 증가함에 따라 각각 탄소구형체(CS), 탄소나노튜브(CNT), 탄소나노섬유(CNF)임을 확인하였다. 그리고 탄소 샘플들의 결정성을 알아보기 위해 라만 산란 분석을 수행하였고, 탄화수소의 탄소 수가 증가할수록 생성된 탄소의 결정성이 떨어지고 더 유연하였다. 동일한 질량의 탄소로 채워진 연료극의 DCFC 성능을 $700^{\circ}C$ 에서 측정하였고, CNT 와 CNF 가 CS 보다 반응성이 좋아 각각 148%, 210% 높은 전력밀도를 보였다. 이는 결정성이 떨어지는 CNT 와 CNF 의 낮은 전하전달저항에 의한 것으로 사료된다.

• Carbon letters
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• 제11권4호
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• pp.343-346
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• 2010

The various expanded graphites (EGs) was prepared and applied as anode material for high power Li-ion secondary battery (LIB). By changing the processing conditions of EG, a series of EG with different structure were produced, showing the changed electrochemical properties. The charge-discharge test showed that the initial reversible capacity of EG anodes prepared at the suitable conditions was over 400 mAh/g and the charge capacity at 5 C-rate was 83.2 mAh/g. These values demonstrated the much improved electrochemical properties as compared with those for the graphite anode of 360 mAh/g and 19.4 mAh/g, respectively, showing the possibility of EG anode materials for high power LIB.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.416-417
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• 2007

We prepared flexible transparent conducting electrodes by spray coating of single-walled carbon nanotube (SWNT) networks on PET substrate and have demonstrated their use as transparent anodes for flexible organic light emitting diodes (OLEDs). The flexible CNT electrode produced by spray coating method shows relatively low sheet resistance ($150{\sim}220{\Omega}/sq.$) and high transmittance of ~60% even though it was prepared at room temperature. In addition, CNT electrode/PET sample exhibits little resistance change during 2000 bending cycles, demonstrated good mechanical robustness. Using transparent CNT electrode, it is readily possible to achieve performances comparable to commercial ITO-based OLEDs. This indicates that flexible CNT electrode is alternative anode materials for conventional ITO anode in flexible OLEDs.

• 전기학회논문지
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• 제61권7호
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• pp.1001-1006
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• 2012

This paper presents a carbon nanotube (CNT) triode-structure field emitter as an ion source in a micro time-of-flight mass spectrometer(TOF-MS). In the ion source by field emission, the electrons emitted from cathodes under an electric field accelerated to the anode and ionize gas molecules by impact before arriving the anode. The generated positive ions are to be accelerated to the ion collector. Whereas most of ions are drawn to the cathodes in diode field emitters, a grid in the triode field emitter prevents the ions from being drawn to the cathodes. The triode field emitter is fabricated by micromachining. The cathode is composed of six CNT cylinders. The total size of the fabricated device is $8.0{\times}7.3{\times}1.9mm^3$. The anode and the grid current of the fabricated CNT field emitter were measured for various anode and grid voltages. When the anode and the grid voltages are 1000 V and 990 V, respectively, the emission current passing through the ionization region is 8.6 ${\mu}A$, which is a sufficient emission current for ionization and mass spectrometry.

• Carbon letters
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• 제12권4호
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• pp.243-248
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• 2011

Two different types of graphite, such as flake graphite (FG) and spherical graphite (SG), were used as anode materials for a lithium-ion secondary battery in order to investigate their electrochemical performance. The FG particles were prepared by pulverizing natural graphite with a planetary mill. The SG particles were treated by immersing them in acid solutions or mixing them with various carbon additives. With a longer milling time, the particle size of the FG decreased. Since smaller particles allow more exposure of the edge planes toward the electrolyte, it could be possible for the FG anodes with longer milling time to deliver high reversible capacity; however, their initial efficiency was found to have decreased. The initial efficiency of SG anodes with acid treatments was about 90%, showing an over 20% higher value than that of FG anodes. With acid treatment, the discharge rate capability and the initial efficiency improved slightly. The electrochemical properties of the SG anodes improved slightly with carbon additives such as acetylene black (AB), Super P, Ketjen black, and carbon nanotubes. Furthermore, the cyclability was much improved due to the effect of the conductive bridge made by carbon additives such as AB and Super P.