• 자원리싸이클링
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• 제23권4호
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• pp.21-29
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• 2014

폐리튬이온전지 NCM($Li(Ni_xCo_yMn_z)O_2$)양극활물질 내에는 코발트(15 ~ 20%), 니켈(25 ~ 30%), Mn(10 ~ 15%) 및 리튬(5 ~ 10%) 등의 유가금속이 존재한다. 본 연구에서는 폐리튬이온전지 NCM 양극활물질로부터 친환경 유기산인 말릭산을 이용한 유가금속 침출 공정을 연구하였다. 주요공정인자는 말릭산 농도, 과산화수소 농도, 고액비, 반응온도 등이었으며, 침출액 내 금속농도는 ICP-OES(Inductively Coupled Plasma Optic Emission Spectrometer)를 통해 분석하였다. 환원제($H_2O_2$) 첨가로 인해 유가금속의 침출율이 상승하는 효과를 얻었으며, 최적공정인자는 말릭산 2 M, 과산화수소 5 vol.%, 고액비(solid/liquid ratio) 5 wt.%, 반응온도 $80^{\circ}C$이었으며, 침출율은 코발트 99.10%, 니켈 99.80%, 리튬 99.75%이었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.519-523
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• 2006

$LiFePO_4$ has been received attention as a potential cathode material for the lithium secondary batteries. In our study, $LiFePO_4$ cathode active materials were synthesized by a solid-state reaction. It was modified by coating $TiO_2$ and carbon in order to enhance cyclic performance and electronic conductivity. $TiO_2$ and carbon coatings on $LiFePO_4$ materials enhanced the electronic conductivity and its charge/discharge capacity. For lithium polymer battery applications, $LiFePO_4$/solid polymer electrolyte (SPE)/Li and $LiFePO_{4}-TiO_{2}/SPE/Li$ cells were characterized by a cyclic voltammetry and charge/discharge cycling. The electrode with $LiFePO_{4}-carbon-TiO_{2}$ in PVDF-PC-EC-$LiClO_{4}$ electrolyte showed promising capacity of above 100 mAh/g at 1C rate.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제1권1호
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• pp.50-56
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• 2010

$La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-\delta}$ (LSCF) powders with different particle sizes, synthesized through a citrate complexation method and a gel-casting technique, are used to fabricate porous LSCF cathodes with graded microstructures via tape casting. To create porous electrodes with desired porosity and pore structures, graphite and starch are used as pore former for different layers of the graded cathode. Examination of the microstructures of the as-prepared LSCF cathode using an SEM revealed that both grain size and porosity changed gradually from the catalytically active layer (near the electrodeelectrolyte interface) to the current collection layer (near the electrode-interconnect interface). Impedance analysis showed that a 3-layer LSCF cathode with graded microstructures exhibited much-improved performance compared to that of a single-layer LSCF cathode, corresponding to interfacial resistance of 0.053, 0.11, and 0.27 $\Omega{\cdot}cm^2$ at 800, 750, and $700^{\circ}C$ respectively.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.160-171
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• 2013

$LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ powder for cathode materials in lithium rechargeable batteries was treated by atmospheric plasma containing hydrogen to investigate the relationship between charge/discharge performance and physical/chemical changes of materials. Hydrogen plasma at atmosphere pressure was irradiated on the surface of active materials, and the change for their crystal structure, surface morphology, and chemical composition were observed by XRD, SEM-EDS and titration method, respectively. The crystal structure and surface morphology of $H_2$ plasma-treated powders were not changed but their chemical compositions were slightly varied. For charge/discharge test, $H_2$ plasma affected initial capacity and rate capability of active materials but continuous cycling was not subject to plasma treatment. Therefore, it was observed that $H_2$ plasma treatment affected the surface of materials and caused the change of chemical composition.

• 전기화학회지
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• 제18권4호
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• pp.143-149
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• 2015

Planetary ball mill과 고상반응법을 사용하여 실리케이트계 탄소 코팅된 $Li_2MnSiO_4$ 양극활물질 분말을 합성하였으며 충방전 특성을 조사하였다. 전기화학적 활성을 지니는 ${\beta}-Li_2MnSiO_4$ 상을 형성하기 위하여 하소 온도와 분위기를 조절하였으며 ${\beta}-Li_2MnSiO_4$ 단일상에 가까운 탄소 코팅된 $Li_2MnSiO_4$ 활물질 분말을 제조할 수 있었다. 합성된 분말은 100 nm 정도 크기의 1차 입자가 뭉쳐있는 2차 입자 형태를 보였다. $Li_2MnSiO_4$ 활물질에서 Li의 삽입/탈리가 가능하려면 탄소의 첨가가 필요하였으며, 4.8 wt%의 탄소가 코팅된 $Li_2MnSiO_4$ 활물질에서 초기용량 192 mAh/g를 얻을 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.5-9
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• 2005

$LiFePO_4$ is a potential candidate for the cathode material of the lithium polymer batteries. $LiFePO_4$ cathode active materials were synthesized by coating on the $LiFePO_4$ was tried using $TiO_2$ and corbon in oreder to increase cyclic performance and electronic conductivity. Highly dispersed on the particles enhances the electronic conductivity and increases the capacity. For lithium polymer battery applications, $LiFePO_4$/SPE/Li and $LiFePO_4$-$TiO_2$/SPE/Li 'cells were characterized electrochemically by cyclic volatammetry and charge/discharge cycling. The $LiFePO_4$-carbon-$TiO_2$ cathode in PVDF-PC-EC-$LiCIO_4$ electrolyte showed high capacity at high current density.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제7권2호
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• pp.97-114
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• 2016

Lithium batteries based on elemental sulfur as the cathode-active material capture great attraction due to the high theoretical capacity, easy availability, low cost and non-toxicity of sulfur. Although lithium/sulfur (Li/S) primary cells were known much earlier, the interest in developing Li/S secondary batteries that can deliver high energy and high power was actively pursued since early 1990’s. A lot of technical challenges including the low conductivity of sulfur, dissolution of sulfur-reduction products in the electrolyte leading to their migration away from the cathode, and deposition of solid reaction products on cathode matrix had to be tackled to realize a high and stable performance from rechargeable Li/S cells. This article presents briefly an overview of the studies pertaining to the different aspects of Li/S batteries including those that deal with the sulfur electrode, electrolytes, lithium anode and configuration of the batteries.

• 자원리싸이클링
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• 제19권1호
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• pp.27-32
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• 2010

리튬이온전지의 양극 전자전도도를 향상시키기 위하여 탄소제를 첨가할 때 기존의 혼합법과는 다르게 abrasive milling에 의하여 $LiCoO_2$ 양극 활물질에 흑연을 균일하게 분산시켜서 충방전시 용량감소를 줄이고자 하였다. 밀링 조건은 300 rpm, 10min으로 하였으며, 흑연 농도는 전기 전도성 향상과 용량의 관계를 고려해 볼 때, 1 wt% 경우가 가장 우수한 전극특성을 보여주었다. Abrasion법은 기존 혼합법에 비하여 10% 이상 capacity retention의 향상을 가져올 수 있었으며, 비가역적인 용량에 있어서도 초기 방전 용량의 효율도 높아 비가역 용량이 감소되는 효과를 얻을 수 있었다. 이는 첨가한 흑연이 균일하게 혼합되고 일부는 $LiCoO_2$ 표면에 코팅되어 전자전도도를 향상시키고 산화물인 활물질의 용해를 억제하기 때문으로 생각된다.

• 공업화학
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• 제26권3호
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• pp.294-305
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• 2015

본 특허정성분석은 "층상구조 기반의 리튬이차전지용 양극 활물질"의 우리나라, 미국, 일본, 유럽, PCT (WO)의 유효특허 1,294건을 분석한 것으로, 특허가 갖는 기술 중요도 부분과 특허 중요도 부분으로 나누어 Table 1과 같은 기준으로 평가하였고, 이를 토대로 104건의 주요특허와 20건의 핵심특허를 선정하였다. 그리고 선정된 주요특허와 핵심특허를 시계열적 기술 흐름도로 작성하여 각 기술 분류별로 특허 출원 시점과 발전 과정, 핵심특허의 위치를 확인하였다. 마지막으로 특허 분석 내용을 토대로 향후 기술개발을 위하여 현재 출원 등록된 기술들과의 차별화 방안 및 회피전략을 제시하였다.

• 전기화학회지
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• 제16권3호
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• pp.169-176
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• 2013

현재 이차전지에서 사용중인 양극활물질은 구조 안정성이 높은 층상구조(Layered Structure)의 리튬 금속 산화물(Solid State Lithium Oxide Compounds)이 주로 사용된다. 최근에는 리튬이차전지의 성능향상을 위해서 음극활물질과 전해질 사이의 계면뿐만 아니라, 양극활물질과 전해질 사이의 계면에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 계면의 연구를 위해서는 음극활물질 뿐만 아니라, 양극활물질의 표면에 관한 연구도 선행적으로 이루어져야 하는 상황이다. 대표적인 리튬금속 산화물질인 니켈산리튬($LiNiO_2$)과 코발트산리튬($LiCoO_2$)은 서로 매우 유사한 구조를 갖는 층상구조의 양극활물질이다. 코발트산리튬이 다양한 실험적, 이론적 연구가 진행된 반면에, 니켈산 리튬은 실험적 연구에 비해서 이론적 연구가 부족하다. 따라서, 본 연구에서는 니켈산리튬의 X-선 회절계 측정 결과(XRD data)에 나오는9개의 표면 방향을 범밀도함수이론(Density Functional Theory)을 이용하여 니켈산리튬 표면의 표면 에너지를 계산하였다. 니켈산리튬의 X-선 회절계 측정 결과(XRD data)에서는 (003), (104), (101), (110) 결정 등등이 순차적으로 주요하게 존재하는 것으로 확인되었다. 그러나 시뮬레이션을 이용한 각각의 표면 에너지 계산 결과, X-선 회절계 측정 결과와 다른 순서로 안정한 표면 에너지가 나타나는 결과를 얻었다. 따라서 에너지적으로 안정한 표면이자, X-선 회절계에서 주요하게 나타나는 (104)와 (101) 방향의 니켈산리튬 표면이 많이 노출되어 Li 이온의 충방전시 리튬의 삽입 탈리에 영향을 줄 것으로 예상된다.